DASAR TEORI
Pertumbuhan adalah bertambah besarnya suatu individu akibat pembelahanmitosis dan penambahan materi.Perkembangan adalah diferensiasi sel membentuk struktur dan fungsi tertentu.Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dimulai dengan berkecambahnya biji. Perkecambahan terjadi malalui proses fisika, yaitu penyerapan air dan proses kimia yaitu aktivitas enzim. Perkecambahan disebut epigeal jikakotiledonnya terangkat ke atas permukaan tanah, dan hypogeal jika kotiledonnyatetap berada di bawah permukaan tanah.Titik tumbuh pada tumbuhan terdapat padaujung akar dan ujung batang.Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dipengaruhioleh faktor luar dan faktor dalam.Faktor luar meliputi air, cahaya, kelembapan, danmakanan. Faktor dalam meliputi gen dan hormon.
Pertumbuhan dan perkembangan dipengaruhi oleh hal-hal seperti makanan,yang berguna untuk sumber energi dan sintesis komponen sel. Sedangkan air bergunauntuk fotosintesis dan mengaktifkan reaksi enzimatik, suhu yang optimum diperlukanuntuk kerja enzim. Kondisi lembap diperlukan untuk aktifitas pemanjangan sel. Sertacahaya berpengaruh pada pertumbuhan dan pembuangan.Gen, dibutuhkan untuk mengotrol sintesis protein dan hormon berfungsi untuk mengatur pertumbuhan,misalnya auksin, sitokinin, giberelin, asam traumalin, dan kalin.Kualitas, intensitas, dan lamanya radiasi yang mengenai tumbuhanmempunyai pengaruh yang besar terhadap berbagai proses fisiologi tumbuhan(Marjenah,2001).
Cahaya mempengaruhi pembentukan klorofil, fotosintesis, fototropisme, danfotoperiodisme.Efek cahaya meningkatkan kerja enzim untuk memproduksi zatmetabolik untuk pembentukan klorofil. Sedangkan, pada proses fotosintesis,intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintesis saat berlangsung reaksi terang. Jadicahaya secara tidak langsung mengendalikan pertumbuhan dan perkembangantanaman, karena hasil fotosintesis berupa karbohidrat digunakan untuk pembentukanorgan-organ tumbuhan.Perkembangan struktur tumbuhan juga dipengaruhi oleh cahaya(fotomorfogenesis). Efek fotomorfogenesis ini dapat dengan mudah diketahui dengancara membandingkan kecambah yang tumbuh di tempat terang dengan kecambah daritempat gelap. Kecambah yang tumbuh di tempat gelap akan mengalami etiolasi ataukecambah tampak pucat dan lemah karena produksi klorofil terhambat olehkurangnya cahaya. Sedangkan, pada kecambah yang tumbuh di tempatterang, daun lebih berwarna hijau, tetapi batang menjadi lebih pendek karena aktifitashormon pertumbuhan auksin terhambat oleh adanya cahaya.Beberapa contoh aktivitas tumbuhan yang dipengaruhi oleh cahaya yaitu (Marjenah, 2001):
1. Fototropisme,percobaan N Cholodny dan Frits went menerangkan bahwa pada ujung koleoptil tanaman, pemanjangan sel yang lebih cepat terjadi di sisi yang teduh dari pada sisi yang terkena cahaya. Sehingga, koleoptil membelok ke arah datangnya cahaya. Hal ini terjadi, karena hormon auksin yang berguna untuk pemanjangan sel berpindah dari sisi tersinari ke sisi terlindung. Banyak jenis tumbuhan mampumelacak matahari, dalam hal ini lembar datar daun selalu hampir tegak lurus terhadapmatahari sepanjang hari. Kejadian tersebut dinamakan diafototropisme. Fototropismeini terjadi pada famili Malvaceae.
2. Fotoperiodisme, interval penyinaran sehari-hari terhadap tumbuhan mempengaruhi proses pembungaan. Lama siang hari di daerah tropis kira-kira 12 jam. Sedangkan, di daerah yang memiliki empat musim dapat mencapai 16 ± 20 jam. Respon tumbuhan yang diatur oleh panjangnya hari ini disebut fotoperiodisme. Fotoperiodisme dipengaruhioleh fitokrom (pigmen penyerap cahaya). Fotoperiodisme menjelaskan mengapa pada spesies tertentu biasanya berbunga serempak. Tumbuhan yang berbunga bersamaan ini sangat menguntungkan, karena memberi kesempatan terjadinya penyerbukan silang. Berdasarkan panjang hari, tumbuhan dapat dibedakan menjadi empat macam,yaitu:
• Tumbuhan hari pendek, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinarankurang dari 12 jam sehari. Tumbuhan hari pendek contohnya krisan, jagung,kedelai, anggrek, dan bunga matahari.
• Tumbuhan hari panjang, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran lebih dari 12 jam (14 ± 16 jam) sehari. Tumbuhan hari panjang, contohnya kembang sepatu, bit gula, selada, dan tembakau.
• Tumbuhan hari sedang, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran kira-kira 12 jam sehari. Tumbuhan hari sedang contohnya kacang dan tebu.
• Tumbuhan hari netral, tumbuhan yang tidak responsif terhadap panjang hari untuk pembungaannya. Tumbuhan hari netral contohnya mentimun, padi, wortel liar dan kapas.
3. Fotosintesis, fotosintesis merupakan proses pemanfaatan enegi matahari oleh tumbuhan hijau yang terjadi pada kloroplast. Dalam fotosintesis terdapat dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap (siklus Calvin). Reaksi terang terjadi pada grana (granum), sedangkan reaksi Calvin terjadi di dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2). Sedangkan dalam siklus Calvin terjadi seri reaksi siklik yang membentuk gula dari bahan dasar CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Energi yang digunakan dalam siklus Calvin diperoleh dari reaksi terang. Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 ± 700 nm), hijau kuning(510 ± 600 nm), biru (410 ± 500 nm) dan violet (< 400 nm). Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Hal ini terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Sejumlah Angiospermae efisien dalam melakukan fotosintesis pada intensitas cahaya rendah daripada intensitas cahaya tinggi, sedangkan banyak Gymnospermae lebih efisien pada intensitas cahaya tinggi. Perbandingan antara kedua kelompok tanaman tersebut pada intensitas cahaya rendah dan tiaggi seringkali dapat memberikan tekanan-tekanan pada kapasitas fotosintesis terutama pada penimbunan makanan.
4. Diameter dan Tinggi Tanaman, pertumbuhan tinggi dan diameter tanaman dipengaruhi oleh cahaya, pertumbuhan tinggi lebih cepat pada tempat ternaung daripada tempat terbuka. Sebaliknya, pertumbuhan diameter lebih cepat pada tempat terbuka dari pada tempat ternaung sehingga tanaman yang ditanam pada tempat terbuka cendrung pendek dan kekar. Sudut percabangan tanaman lebih besar di tempat ternaung dari pada di tempat terbuka. Pertumbuhan diameter batang tergantung pada kelembaban nisbi, permukaan tajuk dan sistem perakaran juga dipengaruhi iklim dan kondisi tanah. Tingginya suhu udara akan meningkatkan laju transpirasi, hal ini antara lain dapat ditandai dengan turunnya kelembaban udara relatif. Apabila hal seperti ini cukup lama berlangsung maka, dapat menyebabkan keseimbangan air tanaman terganggu dan dapat menurunkan pertumbuhan tanaman termasuk diameter tanaman. Secara keseluruhan membuktikan bahwa dalam pertumbuhannya, tumbuhan sangat memerlukan cahaya (sinar), sehingga pada kondisi dimana tumbuhan cukup mendapatkan cahaya untuk aktivitas fisiologisnya, tumbuhan cenderung melakukan pertumbuhan ke samping (pertumbuhan diameter).
5. Ketebalan dan Luas Daun, beberapa jenis tanaman yang ditanam pada bedengan dengan naungan sarlon mempunyai luas daun yang lebih besar daripada yang ditanam di bedengan tanpa naungan, hal ini membuktikan bahwa telah terjadi perubahan morfologi pada tanaman sebagai akibat dari perbedaan intensitas cahaya yang diterima oleh tanaman. Hal inisesuai dengan pernyataan Ducrey (1992) bahwa morfologi jenis memberikan respon terhadap intensitas cahaya juga terhadap naungan. Naungan memberikan efek yang nyata terhadap luas daun. Daun mempunyai permukaan yang lebih besar di dalam naungan daripada jika berada pada tempat terbuka. Jumlah daun tanaman lebih banyak di tempat ternaung daripada di tempat terbuka.. Daun mempunyai permukaan yang lebih besar di dalam naungan daripada ditempat terbuka serta tanaman yang ditanam ditempat terbuka mempunyai daun yang lebih tebal daripada di tempat ternaung.
6. Jumlah Klorofil Daun, jumlah daun tanaman lebih banyak di tempat ternaung daripada di tempat terbuka. Ditempat terbuka mempunyai kandungan klorofil lebih rendah dari pada tempat ternaung. Naungan memberikan efek yang nyata terhadap luas daun. Daun mempunyai permukaan yang lebih besar di dalam naungan daripada di tempatterbuka.
7. Transpirasi, tanaman yang tumbuh dengan intensitas cahaya nol persen akan mengakibatkan pengaruh yang berlawanan yaitu suhu rendah, kelembaban tinggi, evaporasi dan transportasi yang rendah. Tanaman cukup mengambil air, tetapi prosesfotosintensis tidak dapat berlangsung tanpa cahaya matahari serta pengaruh cahayaterhadap pembesaran sel dan diferensiasi sel berpengaruh terhadap pertumbuhantinggi, ukuran daun serta batang.Cahaya merupakan faktor lingkungan yang paling penting bagi tanamankarena merupakan sumber energi bagi fotosintesis tanaman. Cahaya yang paling penting bagi tanaman adalah cahaya tampak, yang memiliki panjang gelombangantara 390 – 700nm. Mengendalikan intensitas cahaya agar optimum bagi tanamanmerupakan hal yang sulit. Rekayasa lingkungan untuk mendapatkan kondisi cahayayang sesuai dapat dilakukan dengan sistem perlampuan. Hal ini umum dilakukan jikaintensitas cahaya alami yang tersedia kurang atau tidak ada. Namun perludiperhatikan bahwa tidak semua tanaman pertanian menyukai intensitas cahayatinggi, ada tanaman pertanian yang tumbuh subur dengan naungan, atau tanaman pertanian dinaungi untuk tujuan tertentu (misal pohon teh untuk membuat teh putihatau tembakau untuk mendapatkan daun yang lebar dan tipis) (Wikipedia, 2011).Selain intensitas, durasi ketersediaan cahaya juga merupakan hal yang penting. Sebagian tipe tanaman dipengaruhi oleh lamanya penyinaran agar berbungaatau menghasilkan hasil yang baik, namun ada juga yang tidak, misalnya anggrek cattleya tidak akan berbunga jika lamanya penyinaran melebihi 15 jam sehari.
TUJUAN
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh intensitas cahaya terhadap morfologi Vigna radiatadan Zea mays.
MATODOLOGI
1. Alat dan Bahan
• Kacang hijau (Vigna radiata)
• Jagung (Zea mays)
• Kapas dan Air
• Cawan petri
2. Prosedur kerja
• Masing-masing tanaman diberi perlakuan gelap dan terang, setiap perlakuan terdapat 10 benih tanaman (jagung dan kacang hijau)
• Benih jagung dan kacang hijau dikecambahkan selama 7 hari, Kemudian setelah 3 hari diamati jumlah tanaman yang tumbuh dan setelah 7 hari diamati tinggi tanaman, panjang akar, jumlah daun, berat basah, jumlah yang tumbuh dan suhu ruang penanaman.
HASIL PENGAMATAN
Tabel 1. Pengamatan setelah 3 hari perlakuan
Parameter Jagung Kacang Hijau
Gelap Terang Gelap Terang
Jumlah yang tumbuh 8 3 10 10
Tabel 2. Hasil pengamatan setelah 7 hari perlakuan
Parameter Jagung Kacang Hijau
Gelap Terang Gelap Terang
Tinggi Tanaman 16 12.5 21 15.5
Panjang Akar 25 7.5 13 5.5
Jumlah Daun 1 2 2 2
Jumlah yang tumbuh 10 10 10 10
Berat basah 66 (gr) 40 (gr) 53 (gr) 36 (gr)
Suhu 25oC 26oC 25oC 26oC
Morfologi Etiolasi Hijau Etiolasi Hijau
PEMBAHASAN
Dari data diatas diperoleh semua tanaman denga perlakuan gelap lebih cepat tumbuh di bandingkan dengan tanaman dengan perlakuan terang, tetapi dalam pekembangan tumbubuhan tersebut perlakuan gelap lebih lamban dari pada perlakuan terang, pada semua tanaman hasil perlakuan gelap mengalami etiolasi, etiolasi sendiri ialah pertumbuhan suatu tanaman yang sangat cepat, namun tanaman dalam keadaan lemah, pucat dan tidak kokoh. Hal ini terjadi akibat tanaman tidak terkena cahaya matahari, dimana warna kuning diakibatkan kloroplas yang tidak bekerja dengan baik (tidak terkena cahaya matahari) yang disebut etioplas yang menumpuk dan menyebabkan produksi makanan menurun sehinga tanaman tidak kokoh.Kemudian terjadinya pertumbuhan yang cepat diakibatkan oleh hormon auksin yang bekerja dengan baik (cahaya berpengaruh negatif terhadap hormon auksin).
Nampak jelas dari hasil tersebut bahwa terdapat pengaruh yang nyata dari cahaya matahari dengan tumbuh kembang tanaman, selain faktor yang telah disebutkan. Cahaya matahari sangat dibutuhkan oleh tanaman, terutama dalam proses fotosintesi dimana pada reaksi terang (di grana), energi yang digunakan adalah energi cahaya matahari diubah menjadi energi kimia.
KESIMPULAN
Sinar matahari sangat dibutuhkan oleh tanaman untuk dapat melakukan fotosintesis.Jika suatu tanaman kekurangan cahaya matahari, maka tanamanitu bisa tampak pucat dan warna tanaman itu kekuning-kuningan (etiolasi). Pada kecambah,sinar matahari dapat menghambat proses pertumbuhan namun dapat membantu proses perkembangan kecambah tersebut.
DAFTAR RUJUKAN
Anonim. 2010. Etiolasi. http://id.wikipedia.org/wiki/Etiolasi. Diakses Selasa 04 Januari 2011 jam 17:00 WIB.
Irma I. 2010. Pengaruh Cahaya terhadap Pertumbuhan Kacang Hijau.http://imaairana.wordpress.com/pengaruh-cahaya-terhadap-pertumbuhan-kacang-hijau/. Diakses Selasa 04 Januari 2012 Jam 16.00 WIB.
Karmana, Oman.2007.Cerdas Belajar Biologi.Jakarta:Grafindo.
Sitompul SM dan Djoko Purnomo.2004. Peningkatan Kinerja Tanaman Jagung dan Kedelai pada Sistem Agroforestri Jati dengan Pemupukan Nitrogen.PDF hal 78-79.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar