Faktor Eksternal Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

sumber: https://www.researchgate.net/figure/External-signals-that-affect-plant-growth-and-development-include-many-aspects-of-the_fig1_236965783

Faktor eksternal adalah segala sesuatu yang berasal dari luar tubuh tumbuhan dan dapat mempengaruhi proses pertumbuhan dan perkembangannya. Faktor-faktor ini sangat berpengaruh dalam menentukan seberapa baik dan secepat apa tumbuhan dapat tumbuh.

Berikut adalah beberapa faktor eksternal yang paling penting:

1. Cahaya Matahari

• Intensitas Cahaya: Cahaya matahari sangat penting untuk proses fotosintesis, di mana tumbuhan mengubah cahaya menjadi energi kimia yang digunakan untuk pertumbuhan. Intensitas cahaya yang cukup akan merangsang pertumbuhan vegetatif dan generatif.
• Durasi Cahaya: Panjang pendeknya penyinaran matahari akan mempengaruhi pembungaan pada beberapa jenis tumbuhan. Beberapa tumbuhan membutuhkan periode gelap tertentu untuk dapat berbunga (fotoperiodisme).
• Kualitas Cahaya: Spektrum cahaya yang berbeda (merah, biru, dan ultraviolet) memiliki pengaruh yang berbeda terhadap pertumbuhan tumbuhan. Misalnya, cahaya biru merangsang pertumbuhan akar, sedangkan cahaya merah merangsang pemanjangan batang.

2. Air

• Ketersediaan Air: Air sangat penting untuk semua proses kehidupan tumbuhan, termasuk transportasi nutrisi, fotosintesis, dan respirasi. Kekurangan air dapat menyebabkan layu dan kematian.
• Kelembaban: Kelembaban udara juga mempengaruhi laju transpirasi (penguapan air dari tumbuhan). Kelembaban yang tinggi dapat mengurangi laju transpirasi.

3. Suhu

• Suhu Optimal: Setiap jenis tumbuhan memiliki kisaran suhu optimal untuk pertumbuhan. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat menghambat pertumbuhan bahkan menyebabkan kematian.
• Fluktuasi Suhu: Perubahan suhu yang drastis dapat merusak jaringan tumbuhan.

4. Nutrisi

Sumber: https://www.pmfias.com/macro-micro-nutrients/

Nutrisi bagi tumbuhan sama pentingnya seperti makanan bagi manusia. Nutrisi ini diserap oleh akar dari tanah dan digunakan untuk berbagai proses metabolisme, pertumbuhan, dan perkembangan.

Unsur Hara Esensial

Unsur hara esensial adalah unsur-unsur yang mutlak diperlukan oleh tumbuhan untuk menyelesaikan siklus hidupnya. Unsur hara ini dapat dibagi menjadi dua kelompok besar:

1. Unsur Hara Makro

Unsur hara makro dibutuhkan dalam jumlah yang relatif besar oleh tanaman. Unsur-unsur ini antara lain:

• Nitrogen (N): Sangat penting untuk pembentukan protein, klorofil, dan asam nukleat. Kekurangan nitrogen akan menyebabkan pertumbuhan terhambat, daun menguning, dan hasil panen menurun.
• Fosfor (P): Berperan dalam pembentukan energi, pembelahan sel, dan perkembangan akar. Kekurangan fosfor menyebabkan pertumbuhan lambat, daun tua berwarna ungu, dan pembungaan terhambat.
• Kalium (K): Membantu dalam pembukaan dan penutupan stomata, sintesis protein, dan transportasi karbohidrat. Kekurangan kalium menyebabkan daun menguning dan tepi daun mengering.
• Kalsium (Ca): Berperan dalam pembentukan dinding sel, pertumbuhan ujung akar, dan aktivasi beberapa enzim. Kekurangan kalsium menyebabkan ujung akar membusuk dan pertumbuhan pucuk terhambat.
• Magnesium (Mg): Komponen utama klorofil. Kekurangan magnesium menyebabkan daun menguning di antara tulang daun.
• Sulfur (S): Komponen asam amino tertentu dan vitamin. Kekurangan sulfur menyebabkan pertumbuhan terhambat dan daun berwarna hijau muda pucat.

2. Unsur Hara Mikro

Unsur hara mikro dibutuhkan dalam jumlah yang sangat kecil, tetapi sangat penting untuk berbagai proses metabolisme. Unsur-unsur ini antara lain:

• Besi (Fe): Berperan dalam pembentukan klorofil dan enzim pernapasan. Kekurangan besi menyebabkan daun menguning di antara tulang daun.
• Mangan (Mn): Berperan dalam fotosintesis dan metabolisme nitrogen. Kekurangan mangan menyebabkan bercak-bercak kuning pada daun.
• Boron (B): Berperan dalam pembelahan sel dan transportasi gula. Kekurangan boron menyebabkan pertumbuhan pucuk terhambat dan buah tidak berkembang sempurna.
• Tembaga (Cu): Berperan dalam pembentukan enzim dan fotosintesis. Kekurangan tembaga menyebabkan daun menguning dan mengering.
• Seng (Zn): Berperan dalam pembentukan enzim dan sintesis protein. Kekurangan seng menyebabkan daun kecil dan menguning.
• Molybdenum (Mo): Berperan dalam fiksasi nitrogen oleh bakteri rhizobium. Kekurangan molybdenum menyebabkan pertumbuhan terhambat dan daun berwarna hijau tua.

Faktor yang Mempengaruhi Ketersediaan Nutrisi

• pH Tanah: pH tanah yang optimal akan membuat unsur hara tersedia bagi tanaman.
• Tekstur Tanah: Tanah yang bertekstur baik (campuran antara pasir, lempung, dan humus) akan memiliki aerasi dan drainase yang baik, sehingga akar dapat menyerap nutrisi dengan mudah.
• Kandungan Bahan Organik: Bahan organik meningkatkan kapasitas tanah dalam menahan air dan nutrisi.
• Aktivitas Mikroorganisme: Mikroorganisme tanah membantu dalam proses dekomposisi bahan organik dan mengubah unsur hara menjadi bentuk yang dapat diserap oleh tanaman.

• Ketersediaan Nutrisi: Ketersediaan nutrisi di dalam tanah sangat dipengaruhi oleh pH tanah, tekstur tanah, dan aktivitas mikroorganisme tanah.

5. Oksigen

• Respirasi: Tumbuhan membutuhkan oksigen untuk proses respirasi, yaitu proses pemecahan glukosa untuk menghasilkan energi.
• Akar: Akar membutuhkan oksigen yang cukup untuk pertumbuhan dan penyerapan air serta nutrisi.

6. pH Tanah

• Ketersediaan Nutrisi: pH tanah mempengaruhi ketersediaan unsur hara di dalam tanah. Setiap unsur hara memiliki kisaran pH optimal untuk diserap oleh tanaman.
• Aktivitas Mikroorganisme: pH tanah juga mempengaruhi aktivitas mikroorganisme tanah yang berperan dalam proses dekomposisi bahan organik dan fiksasi nitrogen.

7. Kelembapan Tanah

• Kapasitas Air: Kelembapan tanah yang optimal akan memastikan ketersediaan air bagi tanaman tanpa menyebabkan kondisi anaerob (kekurangan oksigen) pada akar.

8. Angin

• Polinasi: Angin membantu dalam proses penyerbukan pada beberapa jenis tumbuhan.
• Transpirasi: Angin dapat meningkatkan laju transpirasi.
• Kerusakan Fisik: Angin kencang dapat merusak tanaman, terutama tanaman yang tinggi.

Interaksi Antar Faktor Eksternal

Faktor-faktor eksternal di atas saling berinteraksi satu sama lain. Misalnya, ketersediaan air akan dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban udara. Demikian pula, cahaya dan suhu akan mempengaruhi laju fotosintesis.

Read More

Faktor Internal Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Sumber: https://www.quora.com/How-are-plant-hormones-used-in-agriculture

Faktor internal adalah faktor yang berasal dari dalam tumbuhan itu sendiri dan secara langsung mempengaruhi proses pertumbuhan dan perkembangannya. Faktor-faktor ini bersifat genetik dan fisiologis, yaitu gen dan hormon.

Pengaruh Faktor Genetik 

Genetika berperan sebagai cetak biru bagi setiap organisme, termasuk tumbuhan. Gen-gen yang terkandung dalam DNA tumbuhan menentukan sifat-sifat yang akan diturunkan, termasuk potensi pertumbuhan, bentuk fisik, warna, dan kemampuan beradaptasi dengan lingkungan.

Bagaimana Gen Mempengaruhi Pertumbuhan?

• Potensi Pertumbuhan Maksimum: Gen menentukan batas atas seberapa besar dan seberapa cepat suatu tumbuhan dapat tumbuh.
• Waktu Berbunga: Gen mengatur kapan suatu tumbuhan akan mulai berbunga dan menghasilkan biji.
• Ukuran dan Bentuk: Gen menentukan ukuran daun, batang, akar, dan buah.
• Warna: Gen menentukan warna bunga, buah, dan bagian tumbuhan lainnya.
• Ketahanan terhadap Stres: Gen mempengaruhi kemampuan tumbuhan untuk tahan terhadap kondisi lingkungan yang ekstrem, seperti kekeringan, suhu ekstrem, atau serangan hama penyakit.
• Kebutuhan Nutrisi: Gen menentukan kebutuhan nutrisi spesifik suatu tumbuhan.
• Siklus Hidup: Gen menentukan apakah tumbuhan bersifat tahunan, dua tahunan, atau perennial.

Contoh Pengaruh Genetik:

• Varietas Padi: Ada berbagai varietas padi dengan karakteristik yang berbeda-beda, seperti padi yang berumur pendek, tahan penyakit, atau memiliki hasil panen yang tinggi. Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan genetik.
• Pohon Buah: Pohon apel yang berbeda varietas akan menghasilkan buah dengan ukuran, rasa, dan warna yang berbeda.
• Bunga: Bunga mawar memiliki berbagai warna dan bentuk yang berbeda-beda, semua ditentukan oleh gen yang berbeda.

Mekanisme Genetik dalam Pertumbuhan

• Ekspresi Gen: Gen yang aktif akan diterjemahkan menjadi protein yang menjalankan fungsi tertentu dalam sel. Protein-protein ini berperan dalam berbagai proses pertumbuhan, seperti pembelahan sel, pemanjangan sel, dan diferensiasi sel.
• Regulasi Gen: Ekspresi gen dapat diatur oleh faktor lingkungan dan faktor internal lainnya. Misalnya, gen yang mengkode protein fotosintesis akan lebih aktif pada kondisi cahaya yang cukup.
• Mutasi: Perubahan pada urutan DNA dapat menyebabkan munculnya sifat baru yang dapat menguntungkan atau merugikan bagi tumbuhan.

Penerapan dalam Pertanian

Pemahaman tentang pengaruh genetik sangat penting dalam bidang pertanian. Beberapa penerapannya antara lain:

• Pemuliaan Tanaman: Para ahli pemulia tanaman memanfaatkan prinsip-prinsip genetika untuk menghasilkan varietas tanaman yang memiliki sifat-sifat unggul, seperti hasil panen tinggi, tahan penyakit, dan adaptasi terhadap lingkungan yang berbeda.
• Rekayasa Genetika: Teknologi rekayasa genetika memungkinkan para ilmuwan untuk memodifikasi genom tumbuhan sehingga menghasilkan tanaman dengan sifat-sifat yang diinginkan, seperti tanaman tahan hama, tanaman yang menghasilkan vitamin lebih tinggi, atau tanaman yang dapat tumbuh di lingkungan yang ekstrem.

Pengaruh Hormon

sumber: https://ases.in/blogs/news/plant-hormones-everything-you-need-to-know-in-one-place

Hormon tumbuhan, atau fitohormon, adalah senyawa organik yang dihasilkan dalam jumlah kecil oleh tumbuhan dan berperan penting dalam mengatur berbagai proses fisiologis, termasuk pertumbuhan dan perkembangan.  Meski diproduksi sendiri, kerja hormon dipengaruhi pula oleh faktor luar.

Auksin

Sumber: https://www.geeksforgeeks.org/auxin/

• Merangsang pemanjangan sel pada batang.
• Mempengaruhi dominansi apikal (pertumbuhan tunas utama).
• Berperan dalam pembentukan akar.
• Mempengaruhi pembelahan sel.

Gibberellin

sumber: https://www.dictio.id/t/apa-fungsi-giberelin-pada-tanaman/4350

• Merangsang pertumbuhan batang dan daun.
• Memacu perkecambahan biji.
• Mempengaruhi pembungaan.
• Berperan dalam pematangan buah.

Sitokinin

Sumber: https://www.careerpower.in/school/biology/plant-hormones

• Merangsang pembelahan sel.
• Mempengaruhi pembentukan tunas.
• Menunda penuaan.
• Berperan dalam diferensiasi sel.

Asam Absisat (ABA)

Sumber: https://www.frontiersin.org/files/Articles/972856/fpls-13-972856-HTML/image_m/fpls-13-972856-g003.jpg

• Menghambat pertumbuhan.
• Membantu tumbuhan mengatasi stres, seperti kekeringan.
• Merangsang penutupan stomata.
• Mempengaruhi dormansi biji.

Etilen

Sumber: https://www.coursehero.com/sg/introduction-to-biology/plant-hormones/

• Merangsang pematangan buah.
• Menyebabkan gugurnya daun, bunga, dan buah.
• Mempengaruhi penuaan tumbuhan.

Asam Traumalin

sumber: https://www.purdue.edu/fnr/extension/tree-wounds-and-healing/

• Pembentukan kalus: Asam traumalin merangsang pembentukan jaringan kalus pada bagian tumbuhan yang terluka. Kalus ini kemudian dapat berkembang menjadi jaringan baru untuk menutup luka.
• Regenerasi: Asam traumalin berperan dalam proses regenerasi jaringan yang rusak.

Read More

Perkecambahan Biji: Awal Mula Kehidupan Baru Tumbuhan

Perkecambahan adalah proses pertumbuhan dan perkembangan embrio di dalam biji menjadi tumbuhan baru. Proses ini diawali dengan penyerapan air oleh biji dan diakhiri dengan munculnya tumbuhan muda atau seedling.

Tahapan Perkecambahan

1. Imbibisi (Penyerapan Air)

   • Biji menyerap air secara cepat melalui mikropil.
   • Air mengaktifkan enzim-enzim dalam biji untuk memulai proses metabolisme.
   • Biji akan membengkak.

2. Hidrasi Jaringan

   • Air yang diserap akan menghidrasi seluruh jaringan biji.
   • Hidrasi ini mengaktifkan kembali aktivitas metabolisme sel.

3. Pembentukan Enzim Hidrolisis

   • Embrio melepaskan hormon giberelin.
   • Giberelin akan merangsang aleuron (pada biji monokotil) dan kotiledon (pada biji dikotil) untuk mensintesis enzim-enzim hidrolisis seperti amilase, protease, dan lipase.
   • Enzim-enzim ini berfungsi untuk mencerna cadangan makanan dalam biji (pati, protein, dan lemak) menjadi molekul yang lebih sederhana (glukosa, asam amino, dan asam lemak).

4. Peningkatan Respirasi Aerob

   • Hasil pencernaan cadangan makanan tersebut (glukosa, asam amino, dan asam lemak) akan digunakan sebagai substrat dalam proses respirasi aerob.
   • Biji menyerap oksigen dari lingkungan untuk melakukan respirasi aerob.
   • Respirasi aerob menghasilkan energi (ATP) yang sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan embrio.

5. Pertumbuhan Embrio

   • Energi yang dihasilkan dari respirasi aerob digunakan untuk:
     • Pembelahan sel embrio.
     • Pertumbuhan sel embrio.
     • Sintesis protein dan senyawa organik lainnya yang diperlukan untuk pertumbuhan.

6. Munculnya Radikula dan Plumula

   • Embrio berkembang menjadi tumbuhan kecil yang disebut plantula.
   • Radikula (akar lembaga) tumbuh menembus kulit biji dan masuk ke dalam tanah untuk menyerap air dan mineral.
   • Plumula (tunas lembaga) tumbuh ke atas permukaan tanah dan berkembang menjadi batang dan daun.

Tipe Perkecambahan

sumber: https://www.plantscience4u.com/2014/08/types-of-seed-germination-epigeal-and.html

Perkecambahan Epigeal

Perkecambahan Epigeal adalah jenis perkecambahan di mana kotiledon (daun lembaga) terdorong ke atas permukaan tanah setelah biji berkecambah. Kotiledon pada perkecambahan epigea biasanya berwarna hijau dan berfungsi sebagai daun pertama untuk melakukan fotosintesis. Hal ini karena kotiledon pada perkecambahan epigea memiliki klorofil, pigmen hijau yang berperan dalam proses fotosintesis.

Proses Perkecambahan Epigeal

1. Imbibisi: Biji menyerap air dan membengkak.
2. Pembentukan Radikula: Akar lembaga tumbuh menembus kulit biji.
3. Pertumbuhan Hipokotil: Batang di bawah kotiledon (hipokotil) tumbuh lebih cepat sehingga mendorong kotiledon keluar dari tanah.
4. Kotiledon Menjadi Hijau: Kotiledon yang terpapar sinar matahari akan menjadi hijau dan berfungsi sebagai daun pertama.

Contoh Tumbuhan yang Mengalami Perkecambahan Epigeal:

• Kacang hijau
• Bunga matahari
• Buncis

Mengapa Kotiledon pada Perkecambahan Epigea Menjadi Hijau?

Kotiledon pada perkecambahan epigea menjadi hijau karena mengandung klorofil. Klorofil memungkinkan kotiledon untuk melakukan fotosintesis, yaitu proses mengubah cahaya matahari, air, dan karbon dioksida menjadi glukosa sebagai sumber energi.

Perkecambahan Hipogeal

Perkecambahan Hipogeal adalah jenis perkecambahan di mana kotiledon (daun lembaga) tetap berada di dalam tanah setelah biji berkecambah. Berbeda dengan perkecambahan epigea, pada perkecambahan hipogeal, kotiledon tidak terdorong ke atas permukaan tanah.

Proses Perkecambahan Hipogeal

1. Imbibisi: Biji menyerap air dan membengkak.
2. Pembentukan Radikula: Akar lembaga tumbuh menembus kulit biji.
3. Pertumbuhan Epikotil: Batang di atas kotiledon (epikotil) tumbuh lebih cepat sehingga mendorong ujung batang (plumula) keluar dari tanah. Kotiledon tetap tertanam di dalam tanah.
4. Kotiledon sebagai Cadangan Makanan: Kotiledon yang berada di dalam tanah berfungsi sebagai cadangan makanan bagi pertumbuhan tumbuhan muda.

Contoh Tumbuhan yang Mengalami Perkecambahan Hipogeal:

• Jagung
• Kacang tanah
• Kacang kedelai

Mengapa Kotiledon pada Perkecambahan Hipogeal Tetap di Dalam Tanah?

Kotiledon pada perkecambahan hipogeal tetap berada di dalam tanah karena fungsinya sebagai cadangan makanan bagi pertumbuhan tumbuhan muda. Kotiledon mengandung banyak zat makanan seperti pati, protein, dan lemak yang akan digunakan oleh tumbuhan untuk tumbuh dan berkembang.

Faktor yang Memengaruhi Perkecambahan

Perkecambahan biji merupakan proses yang kompleks dan dipengaruhi oleh berbagai faktor, baik faktor internal dari biji itu sendiri maupun faktor eksternal dari lingkungan. Berikut adalah penjelasan lebih detail mengenai faktor-faktor tersebut:

Faktor Internal

• Viabilitas Biji: Kemampuan biji untuk berkecambah sangat bergantung pada viabilitas atau daya hidupnya. Biji yang tua, rusak, atau terserang hama akan memiliki viabilitas yang rendah.
• Dormansi Biji: Beberapa biji memiliki mekanisme dormansi alami untuk mencegah perkecambahan pada waktu yang tidak tepat. Dormansi dapat disebabkan oleh berbagai faktor, seperti kulit biji yang keras, embrio yang belum matang, atau adanya zat penghambat perkecambahan.
• Cadangan Makanan: Kandungan cadangan makanan dalam biji, seperti pati, protein, dan lemak, sangat penting sebagai sumber energi untuk pertumbuhan embrio.
• Ukuran dan Bentuk Biji: Ukuran dan bentuk biji dapat mempengaruhi penyerapan air dan kecepatan perkecambahan. Biji yang lebih besar umumnya memiliki cadangan makanan yang lebih banyak.

Faktor Eksternal

• Air: Air sangat penting untuk mengaktifkan enzim-enzim dalam biji dan memulai proses metabolisme. Air juga diperlukan untuk melunakkan kulit biji dan memungkinkan terjadinya pertukaran gas.
• Suhu: Setiap jenis biji memiliki kisaran suhu optimal untuk berkecambah. Suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat menghambat atau bahkan menghentikan proses perkecambahan.
• Oksigen: Oksigen diperlukan untuk proses respirasi sel dalam biji. Respirasi menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan embrio.
• Cahaya: Beberapa jenis biji membutuhkan cahaya untuk berkecambah (fotoblastik), sedangkan yang lain justru terhambat oleh cahaya (skotoblastik).
• pH: Tingkat keasaman tanah juga dapat mempengaruhi perkecambahan. pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat menghambat pertumbuhan akar.
• Salinitas: Kandungan garam dalam tanah yang tinggi dapat menghambat penyerapan air oleh biji dan menyebabkan plasmolisis.
• Zat Penghambat dan Perangsang: Beberapa zat kimia alami atau sintetis dapat menghambat atau merangsang perkecambahan. Contoh zat penghambat adalah asam absisat, sedangkan zat perangsang adalah giberelin.

Interaksi Antara Faktor-Faktor

Faktor-faktor di atas saling berinteraksi dan memengaruhi satu sama lain. Misalnya, suhu yang tinggi dapat meningkatkan laju respirasi, tetapi jika kelembaban rendah, biji dapat mengalami kekeringan. Selain itu, dormansi biji dapat dipatahkan dengan perlakuan tertentu, seperti perendaman dalam air hangat atau perlakuan dengan asam.

Penerapan dalam Pertanian

Memahami faktor-faktor yang memengaruhi perkecambahan sangat penting dalam bidang pertanian. Dengan mengetahui faktor-faktor tersebut, petani dapat melakukan berbagai upaya untuk meningkatkan persentase perkecambahan benih, seperti:

• Pemilihan benih: Memilih benih yang berkualitas baik dan memiliki viabilitas tinggi.
• Perendaman benih: Merendam benih dalam air hangat atau larutan zat perangsang pertumbuhan.
• Skarifikasi: Menggores atau mengikis kulit biji untuk mempermudah penyerapan air.
• Stratifikasi: Menempatkan biji pada suhu rendah untuk mematahkan dormansi.
• Pengaturan kondisi lingkungan: Menjaga kelembaban, suhu, dan aerasi media tanam yang sesuai.

Read More

Pertumbuhan Primer dan Sekunder: Rahasia di Balik Pertumbuhan Tumbuhan

Pertumbuhan Primer: Membangun Fondasi

Sumber: https://www.mrgscience.com/topic-93-growth-in-plants.html

Pertumbuhan primer adalah fondasi bagi pertumbuhan tumbuhan. Bayangkan sebuah bangunan tinggi, pertumbuhan primer adalah proses pembangunan pondasi dan rangka bangunan tersebut. Proses ini memungkinkan tumbuhan tumbuh memanjang ke atas dan ke bawah.

• Titik Tumbuh:
• Ujung Akar: Meristem apikal akar tidak hanya mendorong akar menembus tanah, tetapi juga berperan dalam pembentukan bulu akar yang berfungsi menyerap air dan mineral.
• Ujung Batang: Meristem apikal batang tidak hanya membentuk batang, tetapi juga menghasilkan daun-daun muda yang akan menjadi tempat berlangsungnya fotosintesis.

• Zona Pertumbuhan:

• Zona Meristematik

  • Letak: Terletak paling ujung.
  • Ciri: Sel-selnya kecil, padat, dan memiliki inti sel yang besar. Dinding sel tipis.
  • Fungsi: Sel-sel di sini aktif membelah diri secara mitosis untuk menghasilkan sel-sel baru.

• Zona Elongasi

  • Letak: Di belakang zona meristematik.
  • Ciri: Sel-selnya membesar dan memanjang secara aktif.
  • Fungsi: Pemanjangan sel-sel di zona ini menyebabkan akar atau batang tumbuh memanjang.

• Zona Diferensiasi

• Letak: Di belakang zona elongasi.
• Ciri: Sel-sel mulai mengalami spesialisasi menjadi berbagai jenis jaringan.
• Fungsi: Sel-sel akan berdiferensiasi menjadi epidermis, korteks, endodermis, perisikel, dan stele (jaringan pembuluh).

Proses Pertumbuhan Primer

1. Pembelahan Sel: Sel-sel di zona meristematik membelah diri secara mitosis menghasilkan sel-sel baru.
2. Pemanjangan Sel: Sel-sel hasil pembelahan kemudian berpindah ke zona elongasi dan mengalami pemanjangan.
3. Diferensiasi Sel: Sel-sel yang telah memanjang akan berdiferensiasi menjadi berbagai jenis jaringan sesuai dengan fungsinya.

Pentingnya Memahami Zona Pertumbuhan

Memahami zona pertumbuhan primer sangat penting karena:

• Pertanian: Pengetahuan ini dapat digunakan untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman dengan cara memberikan perlakuan khusus pada masing-masing zona. 
1. Pemupukan: Dengan mamahami zona elongasi, petani dapat memberikan pupuk pada daerah tersebut secara lebih efektif. Nutrisi akan diserap oleh sel-sel yangsedang aktif membesar, sehingga pertumbuhan tanaman menjadi optimal.
2. Pemangkasan: Pemangkasan bagian tertentu tanaman dapat merangsang pertumbuhan tunas bari dari meristem apikal. Dengan memahami zona meristemarik, petani dapat menentukan bagaian mana yang perlu dipangkas untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.
3. Perbanyakan Vegetatif: teknik perbanyakan vegetatif dari stek dan cangkok memanfaatkan kemampuan meristem apikal untuk membentuk akar dan tunas baru.
• Kehutanan: Memahami pertumbuhan primer membantu dalam pengelolaan hutan dan perkebunan. Pemahaman tentang pertumbuhan primer memungkinkan para ahli kehutanan untuk merancang strategi pengelolaan hutan yang berkelanjutan. Misalnya, dengan mengetahui kecepatan pertumbuhan pohon, dapat ditentukan waktu yang tepat untuk melakukan penebangan.
• Bioteknologi: Pemahaman tentang zona pertumbuhan dapat dimanfaatkan dalam pengembangan tanaman transgenik. Contohnya pada pengembangan padi trasngenik yang mengintegrasikan gen resisten ke sel-sel meristem apikal bibit padi.

Pertumbuhan Sekunder: Membesarkan Tubuh

Sumber: https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-advanced-biology/section/13.26/primary/lesson/growth-of-plants-advanced-bio-adv/

Pertumbuhan sekunder adalah proses yang membuat batang dan akar tumbuhan menjadi lebih besar diameternya. Pertumbuhan ini terjadi karena aktivitas dua jenis jaringan meristem lateral, yaitu kambium vaskuler dan kambium gabus.

Kambium Vaskuler

Kambium vaskuler merupakan lapisan sel-sel meristematik yang terletak di antara xilem dan floem pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. Aktivitas kambium ini akan menghasilkan xilem sekunder ke arah dalam dan floem sekunder ke arah luar.

Tahapan Pertumbuhan Sekunder oleh Kambium Vaskuler:

1. Pembelahan Kambium: Sel-sel kambium membelah secara mitosis ke arah dalam membentuk xilem sekunder dan ke arah luar membentuk floem sekunder.
2. Pembentukan Xilem Sekunder: Sel-sel hasil pembelahan ke arah dalam akan berdiferensiasi menjadi xilem sekunder. Xilem sekunder terdiri dari trakeid, trakea, serabut xilem, dan parenkim xilem.
3. Pembentukan Floem Sekunder: Sel-sel hasil pembelahan ke arah luar akan berdiferensiasi menjadi floem sekunder. Floem sekunder terdiri dari buluh tapis, sel pengiring, serabut floem, dan parenkim floem.
4. Pembesaran Batang: Seiring dengan penambahan jumlah xilem dan floem sekunder, diameter batang akan semakin membesar.

Contoh Tumbuhan:

• Pohon dikotil: Mangga, jambu, mahoni, dan lain-lain.
• Gymnospermae: Pinus, cemara, dan lain-lain.

Kambium Gabus

Kambium gabus atau felogen adalah lapisan sel-sel meristematik yang terletak di bagian luar batang dan akar tumbuhan. Kambium gabus berfungsi untuk melindungi jaringan di dalamnya dari kerusakan mekanis, kekeringan, dan serangan patogen.

Tahapan Pertumbuhan Sekunder oleh Kambium Gabus:

1. Pembentukan Felem dan Feloderm: Kambium gabus membelah ke arah luar membentuk felem (gabus) dan ke arah dalam membentuk feloderm (kulit dalam).
2. Fungsi Felem: Felem merupakan lapisan sel-sel mati yang berdinding tebal dan mengandung suberin, suatu zat yang bersifat kedap air. Felem berfungsi sebagai pelindung.
3. Fungsi Feloderm: Feloderm merupakan lapisan sel-sel hidup yang berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan.

Contoh Tumbuhan:

• Pohon dikotil: Mangga, jambu, mahoni, dan lain-lain.
• Beberapa tumbuhan herba: Batang kentang, wortel.

Pembentukan Lingkaran Tahun: 

Lingkaran tahun pada pohon merupakan indikator yang sangat baik untuk mempelajari sejarah iklim dan pertumbuhan pohon di daerah beriklim sedang. Namun, di daerah tropis, kondisi iklim yang stabil dan pertumbuhan yang kontinu membuat lingkaran tahun seringkali tidak jelas. 

Pada tumbuhan dikotil daerah beriklim sedang, aktivitas kambium dipengaruhi oleh musim. Pada musim tumbuh, kambium sangat aktif sehingga menghasilkan xilem sekunder yang lebar dengan sel-sel berdinding tipis. Sebaliknya, pada musim dingin, aktivitas kambium menurun sehingga menghasilkan xilem sekunder yang sempit dengan sel-sel berdinding tebal. Perbedaan lebar xilem sekunder inilah yang membentuk lingkaran tahun pada batang pohon. Setiap lingkaran mewakili satu tahun pertumbuhan.

Sedangkan pada iklim tropis, jika tidak ada musim kemarau dan hujan yang ekstrim maka aktivitas pertumbuhan kambium tidak mengalami fluktuasi yang drastis. Kondisi lingkungan yang kondusif sepanjang tahun memungkinkan tumbuhan terus tumbuh dan berkembang.

Read More

Lingkaran Tahun: Cerita yang Tertulis dalam Kayu

Setiap lingkaran pada batang pohon mewakili satu tahun pertumbuhan. Lingkaran-lingkaran ini terbentuk karena aktivitas kambium, lapisan sel yang aktif membelah dan menghasilkan sel-sel baru untuk pertumbuhan sekunder.

• Lingkaran Lebar: Lingkaran yang lebar mengindikasikan pertumbuhan yang cepat, biasanya terjadi pada musim hujan ketika kondisi lingkungan mendukung pertumbuhan yang optimal.
• Lingkaran Sempit: Lingkaran yang sempit menandakan pertumbuhan yang lambat, sering terjadi pada musim kemarau ketika kondisi lingkungan kurang mendukung pertumbuhan.

Proses Pembentukan Lingkaran Tahun

Lingkaran tahun terbentuk akibat aktivitas kambium, yaitu lapisan sel yang terletak di antara kayu dan kulit kayu. Kambium terus membelah menghasilkan sel-sel baru ke arah dalam (membentuk kayu) dan ke arah luar (membentuk kulit kayu).

• Musim Pertumbuhan: Pada musim tumbuh, ketika kondisi lingkungan mendukung (cuaca hangat dan lembap), kambium sangat aktif membelah. Sel-sel kayu yang dihasilkan pada periode ini berukuran besar dan dinding selnya tipis.
• Musim Tidak Tumbuh: Saat musim kemarau atau musim dingin, aktivitas kambium melambat. Sel-sel kayu yang dihasilkan pada periode ini berukuran kecil dan dinding selnya tebal.
• Pembentukan Lingkaran: Perbedaan ukuran dan kepadatan sel kayu antara musim tumbuh dan musim tidak tumbuh inilah yang membentuk lingkaran tahun. Bagian yang lebih lebar dan berwarna terang mewakili musim tumbuh, sedangkan bagian yang lebih sempit dan berwarna gelap mewakili musim tidak tumbuh.

Membaca Lingkaran Tahun

Dengan mengamati pola dan lebar lingkaran tahun, kita dapat memperoleh informasi penting seperti:

• Usia Pohon: Dengan menghitung jumlah lingkaran, kita bisa mengetahui usia pohon secara kasar​
• Kondisi Iklim: Pola lebar dan sempitnya lingkaran mencerminkan fluktuasi iklim tahunan. Lingkaran yang lebar dan rapat mengindikasikan periode hangat dan lembap, sedangkan lingkaran yang sempit dan jarang mengindikasikan periode dingin dan kering​
• Gangguan Lingkungan: Peristiwa seperti kebakaran hutan atau serangan hama dapat meninggalkan bekas pada lingkaran tahun, berupa perubahan mendadak dalam lebar atau bentuk lingkaran.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Lebar Lingkaran Tahun

• Iklim: Curah hujan, suhu, dan intensitas cahaya matahari sangat berpengaruh pada pertumbuhan pohon. Kondisi iklim yang optimal akan menghasilkan lingkaran tahun yang lebar.
• Usia Pohon: Pohon muda umumnya memiliki laju pertumbuhan yang lebih cepat dibandingkan pohon tua, sehingga lingkaran tahunnya cenderung lebih lebar.
• Jenis Pohon: Setiap jenis pohon memiliki karakteristik pertumbuhan yang berbeda-beda, sehingga pola lingkaran tahunnya pun berbeda.
• Kondisi Tanah: Kualitas tanah, ketersediaan nutrisi, dan drainase juga mempengaruhi pertumbuhan pohon.

Alat dan Teknik Membaca Lingkaran Tahun

Untuk membaca lingkaran tahun, para ahli menggunakan alat yang disebut bor inti. Bor inti adalah alat yang digunakan untuk mengambil sampel kayu berbentuk silinder dari batang pohon. Sampel ini kemudian dipotong tipis dan dipersiapkan untuk diamati di bawah mikroskop​.

Read More

Dormansi Biji: Manfaat, Proses, dan Keuntungannya bagi Manusia

Pendahuluan

Dormansi biji adalah kondisi di mana biji berada dalam keadaan tidak aktif atau tertunda pertumbuhannya meskipun kondisi lingkungan sudah mendukung untuk berkecambah. Fenomena ini merupakan strategi adaptasi yang penting bagi tanaman untuk bertahan hidup dalam kondisi yang kurang menguntungkan. Dalam artikel ini, kita akan membahas manfaat dormansi biji, proses terjadinya, dan keuntungan bagi manusia.

Manfaat Dormansi Biji

Dormansi biji memiliki beberapa manfaat bagi tanaman, di antaranya:

1. Perlindungan terhadap kondisi lingkungan yang ekstrem: Dormansi membantu biji bertahan dalam kondisi lingkungan yang tidak mendukung seperti kekeringan, suhu ekstrem, atau kurangnya nutrisi. Dengan dormansi, biji dapat menunggu sampai kondisi lebih baik untuk berkecambah.

2. Mengurangi persaingan antar tanaman: Dormansi memungkinkan biji untuk berkecambah pada waktu yang berbeda, mengurangi persaingan langsung antara tanaman sejenis untuk mendapatkan sumber daya seperti cahaya, air, dan nutrisi.

3. Penyebaran pertumbuhan: Dengan adanya dormansi, tanaman dapat menyebar pertumbuhannya dalam jangka waktu yang lebih lama, meningkatkan peluang kelangsungan hidup jangka panjang.

Proses Terjadinya Dormansi Biji

Dormansi biji dapat terjadi melalui beberapa mekanisme, antara lain:

1. Dormansi Fisiologis: Ini adalah dormansi yang disebabkan oleh faktor internal biji seperti hormon penghambat pertumbuhan (misalnya, asam absisat). Hormon ini mencegah biji berkecambah meskipun kondisi lingkungan sudah optimal. Untuk mematahkan dormansi fisiologis, diperlukan kondisi tertentu seperti stratifikasi (perlakuan dingin) atau skarifikasi (penggoresan permukaan biji).

2. Dormansi Fisik: Dormansi ini disebabkan oleh adanya lapisan keras pada biji yang mencegah air dan gas masuk, yang diperlukan untuk berkecambah. Beberapa biji memerlukan kerusakan mekanis atau perlakuan kimia untuk mematahkan dormansi fisik ini.

3. Dormansi Kombinasi: Beberapa biji memiliki dormansi yang disebabkan oleh kombinasi faktor fisiologis dan fisik. Mengatasi dormansi ini sering memerlukan perlakuan yang lebih kompleks, seperti kombinasi stratifikasi dan skarifikasi.

Manfaat Dormansi Biji bagi Manusia

Dormansi biji memiliki beberapa keuntungan penting bagi manusia, khususnya dalam bidang pertanian, konservasi, dan pangan:

1. Penyimpanan Benih: Dormansi memungkinkan biji untuk disimpan dalam jangka waktu yang lama tanpa kehilangan kemampuan berkecambah. Ini penting untuk penyimpanan benih dalam bank genetik dan penyediaan benih untuk pertanian.

2. Pengendalian Pertumbuhan Tanaman: Dengan memahami mekanisme dormansi, manusia dapat mengatur waktu penanaman dan pertumbuhan tanaman untuk memaksimalkan hasil panen. Misalnya, perlakuan stratifikasi pada benih dapat digunakan untuk memastikan benih berkecambah pada waktu yang diinginkan.

3. Konservasi Tanaman Langka: Dormansi membantu dalam konservasi spesies tanaman langka dengan memungkinkan penyimpanan biji untuk jangka waktu yang lama, sehingga dapat digunakan untuk reintroduksi ke habitat alami jika diperlukan.

4. Pangan dari Biji-bijian: Dormansi biji memberi peluang bagi manusia untuk menggunakan biji-bijian sebagai bahan pangan. Biji-bijian seperti gandum, beras, jagung, dan kacang-kacangan dapat disimpan dalam waktu lama karena dormansi, sehingga menjadi sumber makanan yang tahan lama dan stabil. Hal ini sangat penting untuk ketahanan pangan dan penyediaan nutrisi bagi masyarakat di seluruh dunia.

Kesimpulan

Dormansi biji adalah mekanisme penting yang membantu tanaman bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan. Proses dormansi terjadi melalui mekanisme fisiologis, fisik, atau kombinasi keduanya. Bagi manusia, dormansi biji memberikan manfaat besar dalam penyimpanan benih, pengendalian pertumbuhan tanaman, konservasi tanaman langka, dan penyediaan pangan. Memahami dan memanfaatkan dormansi biji dapat membantu kita dalam meningkatkan hasil pertanian, menjaga keanekaragaman hayati, dan memastikan ketahanan pangan.

Read More