PENGARUH KADAR AIR TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN

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 ke dua faktor di atas dengan faktor-faktor lingkungan.

Fungsi air bagi tanaman adalah :

1.    Merupakan unsur penting dari protoplasma, terutama pada jaringan meristematik.

2.    Sebagai pelarut dalam proses fotosintesa dan proses hidrolitik, seperti perubahan pati menjadi gula.

3.    Bagian yang esensial dalam menstabilkan turgor sel tanaman.

4.    Pengatur suhu bagi tanaman, karena air mempunyai kemampuan menyerap panas yang baik.

5.    Transport bagi garam-garam, gas dan material lainnya dalam tubuh tanaman.

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 tanah dan kondisi lingkungan di atas tanah. Kisaran kadar air tanah yang tersedia secara optimum berada antara kapasitas lapang (field capacity) dantitik layu permanen (permanent wilting point) (Kramer, 1969). Kondisi ini berada antara 50% sampai 70% air tersedia. Ketersediaan air dalam tanah ditentukan oleh pF (kemampuan partikel tanah memegang air), dan kemampuan akar untuk menyerapnya. Besarnya kemampuan partikel tanah memegang air ditentukan oleh jumlah air dalam tanah. Jumlah air yang diserp oleh akar pada lapisan tanah dari perempat pertama, kedua, ketiga dan keempat berturut-turut adaha 40%, 30%, 20%, dan 10%.

Menurut Burstom (1956), bahwa defisit air langsung mempengaruhi pertumbuhan vegetatif tanaman. Proses ini pada sel tanaman diterntukan oleh tegangan turgor. Hilangnya turgiditas dapat menghentikan pertumbuhan sel (penggadaan dan pembesaran) yang akibatnya pertumbuhan tanaman terhambat.

1. Fotosintesa

Defisit air pada saat proses fotosintesa berlangsung berakibat pada kecepatan fotosintesa. Defisit air akan menurunkan kecepatan fotosintesa. Hal ini sebagai akibat dari menutupnya stomata, meningkatnya resistensi mesofil yang akhirnya memperkcil efisiensi fotosintesa.Hasil penelitan Boyer (1970), menyatakn potensial air sebesar 4 bar akan mengakibatkan berkurangnya perluasan daun sampai sebesar 25% dari maksimum yang dapat diperoleh. Potensial air daun 12 bar mengakibatkan terhentinya peruluasan daun. Hasil fotosintesa per unit luas daun mulai menurun pada potensial air daun 11 bar (Gambar 43).

Apabila melewati potensial air daun 18 bar laju penurunan perluasan daun menjadi maksimum, dan setelah melewati 19 bar sampai 40 bar kecepatan fotosintesa menurun secara drastis dan akhirnya terhenti. Dari penelitian itu disimpulkan bahwa perluasan daun dibatasi oleh ketersediaan air tanah sehingga menurunkan efiiensi fotosintesa. Hal ini berhubungan proses biokimia, karena fotosintesa merupakan proses hidrolisa yang memerlukan air.

Kisaran defisit air dan potensial air daun bervariasi menurut;

a.    Umur tanaman

b.    Posisi daun dalam tajuk

c.     Kondisi-kondisi pertumbuhan

Menurut Yahya (1988), jumlah siklus defisit (stress) 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. Apabila tanaman yang sama ditanam pada lapangan terbuka, hingga potensial daun mencapai 27 bar belum menunjukkna menutupnya stomata walaupun tanaman juga mengalami siklus kekeringan. Stomata mempunya mekanisme penyesuaian terhadap perubahan kandungan air tanah, yang dipengaruhi oleh kapasitas tanah menyimpan air (water holding capacity). Gambar 44 menunjukkan semakin tinggi kapasitas menyi8mpan air tanah semakin lama waktu yang tersedia bagi stomata untuk kembali pada keadaan semula (non stress).

Penutupan stomata juga dipengaruhi oleh adanya variasi kelembaban relatif yang terjadi di udara. Kelembaban relatif terjadi karena adanya air dalam status uap. Pada suhu tinggi udara akan memegang upa lebih besar dibandingkan dengan suhu rendah. Kelembaban relatif di-nyatakan dalam persentase, ialaah sejumalh uap air pada suatu waktu dibandingkan dengan jumlah total uap air yang dapat diikat oleh udara pada suatu suhu. Kelembaban berperan pada perkmebangan kutikula, mencegah hidrasi kutikula, transpirasi yang akhirnya juga sangat berperan dalam mengurangi adanya water streess. Oleh karena itu dalam hal mencegah water stress kelembaban relatif lebih bervariasi dari satu tempat ke tempat lain dan dari waktu ke waktu, karena dipengaruhi oleh faktor meteorologi dan fisiologi tanman seperti kegiatan transpirasi, respirasi dan fotosintesa.

Kelembaban relatif rendah secara morfologis mempengaruhi endapan lilin yang tebal. Kondisi ini secara fisiologis mempengaruhi kecepatan transpirasi. Lapisan lilin yang tebal menyebabkan terhalangnya energi cahaya mencapai khlorophyl. Sehingga mengurangi efisiensi fotosintesa. Selam kelembaban dalam tubuh tumbuhan berada di atas titik layu, kegiatan metabolisme tak terpengaruhi oleh kelembaban udara. Kelembaban relatif mempengaruhi masuknya air ke dalam jaringan tanaman dan translokasi air dalam tubuh tanaman. Kutikula yang terhidrasi akan meningkatkan aliran air ke daun, karena tekanan daun berkurang. Water stress yang lama dapat meningkatkan tebal dan kepadatan kutikula, menurunkan pemasukan, pelaluan air dan mentabolisme dalam tubuh tanaman. Kelayuan yang berkepanjangan mengakibatkan kutikula kurang permeable pada air. Status ini menimbulkan kelambatan pada pertumbuhan batang dan daun, mengurangi kecepatan transpor ion, menurunkan respirasi, menurunkan aktivitas enzim, megurangi pembelahan sel dan mengurangi sintesa protein. Tetapi meningkatkan enzim hidrolitik, penutup stomata dan mengakibatkan penimbunan asam abisisik.

Pengaruh stress air terhadap sistem fotosintesa bisa juga melalui pengaruh pada kandungan dan organisasi klorofil dalam kloroplass di dalam jaringan atau sel yang aktif berfotosintesa. Pengaruh stress air pada perangkat fotosintesa tanaman jagung dilaporkan oleh Alberte, Thornber dan Fiscus (1977). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa stress air bisa menurunkan kandungan klorofil dan (Gambar 45). Pada tanaman jagung dan tanaman C₄ lainnya stress air berpengaruh negatif pada sel-sel mesofil daun. Pengaruh ini lebih besar daripada sel-sel “bundle sheat” karena menurut Yahya (1988),

Sel-sel mesofil terletak lebih jauh dari jaringan pembuluh yang mensuplai air dengan sel-sel bundle sheat.

a. Kloroplast mesofil lebih terpengaruh karena mengandung lebih banyak “ligh-harvesting chlorophyl a/b protein (Fotosintem II) yang nampaknya labil pada kondisi stress yang sedang sekalipun

b. Kombinasi ke dua proses di atas.

2. Sistem Reproduktif

Keberhasilan persarian dan penyerbukan tanaman akan menggambarkan kapasitas sink tanaman tersebut. Fase reproduktif merupakan fase yang kritis, karena itu pengaruh faktor lingkungan seperti suhu, cahaya, dan air yang langsung terlihat pada sink. Pembuangan, pembuahan dan pengisian biji/buah akan gagal apabila stress air berlangsung lama. Menurut Herrero dan Johnson (1981) bahwa, perpanjangan rambut jagung (silk), tangkai kepala putih (style) terhenti pada air daun (yang meghadap tongkol pertama) kira-kira -9 bar pada tanaman yang mengalami stress kekeringan, dan hanya-14 baru pada tanaman yang diairi cukup. Laju perpanjangan silk dan potensial air daun yang diairi cukup dan tanaman yang mengalami stress kekecingan dapat dilihat pada Gambar 46.

Hasil penelitian Yahya (1982) menunjukkan bahwa stress air (tanpa irigasi) memperlambat munculnya bunga yang akibatnya memperpendek periode pengisisna biji, sehingga meningkatkan pula kandungan air dalam biji sewaktu panen. Tabel 6 memperlihatkan diperlambatnya muncul bunga jantan (tassel) dan bunga betina (silking) selama 4-5 hari karena adanya stress air. Kekeringan yang terjadi menjelang saat pembungaan sangat berpengaruh pada sistem reproduktif (Tabel 7). Pada tanaman padi pengaruh ini meningkatkan sterilitas bunga dan menurunkan persen pengisian biji.

3. Translokasi

Pertumbuhan suatu tanaman selain ditentukan oleh kegiatan fotosintesa (fotsintat) dan perombakan bahan kering oleh respirasi, juga ditentuka oleh kelancaran translokasi fotosintat dan unsur hara ke bagian sink. Bahan yang berfungsi sebagai transpor zat-zat (fotosintat dan unsur hara) dari sel ke sel dan dari organ ke organ adalah air.  Translokasi melalui xylem berupa unsur hara yang dimulai dari akar terus ke organ-organ, seperti daun untuk diproses dengan kegiatan fotosintesa. Fotosintat yang merupakan hasil fotosintesa ditranslokasi melalui phloem ke sink (buah, biji atau umbi) ataupun sebelumnya ke batang (sink sementara), bagi tanaman yang menumpukkan fotosintatnya di batang, seperti tebu. 

Stress air memperlihatkan pengaruhnya melalui terhambtanya proses translokasi. Pengaruh tidak langsung terhadap produksi adalah berukangnya penyerapan hara dari tanah. Hasil penelitian Yahya (1982) dari Universitas Wisconsin, pemupukan nitrogen terhadap kandungan nitrogen (N) dalam daun (komponen klorofil) menunjukkan bahwa adanya stress air kandungan N daun lebih rendah, jauh di bawah titik kritis. Rendahnya penyerapan unsur hara berarti rendah pula laju sintesa-sintesa bahan kering (antara lain protein). Hal ini juga berarti rendah pula hasil akhir yang diperoleh. Secara langsung stress air menurunkan laju translokasi fotosintat ke bagian organ penumpukan (sink) misalnya dalam proses pengisisan biji.