Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan dan Perkembangan - Apakah Anda pernah memelihara tumbuhan di halaman rumah? Pernahkah Anda memerhatikan pertumbuhan tumbuhan? Misalnya, biji kacang merah. Jika Anda perhatikan, biji kacang merah sekecil itu jika disimpan pada tempat yang lembab dan basah, biji tersebut dapat tumbuh. Mula-mula Anda akan melihat pertumbuhan bakal akar yang tumbuh ke arah bawah biji. Lama-kelamaan, bakal akar tersebut terus memanjang bahkan mampu mengangkat biji dari permukaan tanah. Perkembangan selanjutnya ditandai oleh membukanya kulit biji dan kedua keping biji yang terbentuk seperti daun.

Jika Anda amati lebih lama, pertumbuhan yang terjadi pada biji tersebut akan terus terjadi seperti bertambahnya tinggi tanaman dan terbentuknya helaian daun baru. Sungguh besar kekuasaan Tuhan Yang Maha Esa, biji sekecil itu dapat tumbuh menjadi tumbuhan utuh. Perubahan yang terjadi pada tumbuhan tersebut menandakan bahwa tumbuhan mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Apakah yang dimaksud dengan pertumbuhan dan perkembangan? Faktor apa sajakah yang meme- ngaruhinya?

Pada penjelasan kali ini, Anda akan mempelajari mengenai pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. Berdasarkan hal tersebut, Anda diharapkan dapat melakukan sebuah percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan. Anda diharapkan dapat merencanakan, melakukan, dan mengomunikasikan hasil percobaan Anda itu.

A. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Pertumbuhan mengandung pengertian pertambahan ukuran, dapat berupa volume, massa, tinggi, dan ukuran lainnya yang dapat dinyatakan dalam bilangan atau bentuk kuantitatif. Adapun perkembangan mengandung pengertian bertambah dewasanya suatu individu (Gambar 1.1).

Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Tumbuhan dewasa berasal dari biji yang mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Manakah ciri perkembangan dan ciri pertumbuhan pada tumbuhan tersebut?

Makhluk hidup dikatakan dewasa jika alat-alat reproduksinya telah berfungsi. Tumbuhan akan berbunga dan hewan akan menghasilkan sel-sel kelamin. Ada pula yang mengartikan perkembangan sebagai perubahan akibat proses diferensiasi yang menyebabkan perbedaan struktur dan fungsi organ- organ makhluk hidup sehingga semakin kompleks. Dengan demikian, perkembangan merupakan perubahan kualitas suatu individu.

1. Pertumbuhan

Secara harfiah, pertumbuhan diartikan sebagai perubahan yang dapat diketahui atau ditentukan berdasarkan sejumlah ukuran atau kuantitasnya. Pertumbuhan meliputi bertambah besar dan bertambah banyaknya sel-sel pada jaringan.

Proses yang terjadi pada pertumbuhan adalah suatu kegiatan yang irreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula). Akan tetapi, pada beberapa kasus, proses tersebut dapat reversible (terbalikkan) karena pada pertumbuhan terjadi pengurangan ukuran dan jumlah sel akibat kerusakkan sel atau dediferensiasi sel. Sebagai contoh, jika Anda akan memperbanyak tumbuhan melalui cara vegetatif, bagian manakah yang akan Anda pakai? Bunga, buah, ataukah batang? Pilihannya tentu akan jatuh pada batang. Walaupun semua organ tersebut memiliki aktivitas pembelahan sel, semuanya disusun oleh jenis sel yang berbeda. Bunga dan buah merupakan organ reproduksi yang disusun oleh sel-sel reproduktif atau embrionik, sedangkan cabang atau batang disusun oleh sel-sel tubuh atau somatik.

Baca juga

Metabolisme Pada Makhluk Hidup

Sel-sel tubuh (somatik) memiliki potensi untuk tumbuh kembali membentuk jaringan yang sama, sedangkan sel embrionik tidak. Dengan aktivitas perbanyakan sel tersebut, akan dihasilkan kembali sel-sel meristematis yang akan menjadi batang, akar, daun, dan bagian reproduktif. Adapun sel embrionik akan mati karena tidak ada sokongan sel lainnya. Selama proses tumbuhnya akar, batang, ataupun daun pertumbuhan dapat dikuantifikasi dalam bentuk panjang akar, jumlah daun, tinggi tumbuhan, atau bahkan berat total tumbuhan. Berdasarkan gambaran tersebut, dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa pertumbuhan merupakan perubahan kuantitatif dari ukuran sel, organ, atau keseluruhan organisme.

2. Perkembangan

Perkembangan makhluk hidup lebih tepat diartikan sebagai suatu perubahan kualitatif yang melibatkan perubahan struktur serta fungsi yang lebih kompleks. Seperti yang telah Anda ketahui, organ kulit pada manusia tumbuh bersamaan dengan bertambahnya ukuran tubuh. Akan tetapi, ketika mencapai kedewasaan, hanya pada bagian tertentu dari tubuh kita mulai bermunculan rambut tambahan. Selain itu, organ-organ tertentu mulai tumbuh membesar, seperti bagian dada pada perempuan dan jakun pada laki-laki. Mengapa semua itu hanya tumbuh pada masa tertentu saja, tidak bersamaan dengan pertumbuhan organ lainnya? Suatu hal yang patut kita pahami dalam perkembangan adalah adanya diferensiasi sel.

Diferensiasi dapat diartikan sebagai perubahan sel menjadi bentuk lainnya yang berbeda baik secara fungsi, ukuran, maupun bentuk. Contoh mudah mengenai diferensiasi dapat Anda temukan pada pembentukan bunga. Amati dari mana bunga tersebut berasal. Apakah sama dengan awal mulanya tumbuh tunas? Mengapa pada bagian tersebut yang tumbuh justru bunga? Diferensiasi juga terjadi pada bagian tubuh manusia, yakni pada pembentukan sel-sel kelamin (gonad) ketika embriogenesis. Contoh lainnya pada proses pembentukan anak ayam dari embrio dalam telur. Pada proses diferensiasi, dapat terjadi dua hal penting, yakni perubahan struktural yang akan mengarah pada pembentukan organ, serta perubahan kimiawi yang dapat meningkatkan kemampuan sel.

Dapatkah Anda menghitung perkembangan yang terjadi, baik dalam jumlah maupun ukuran? Tentu akan sulit, karena semua proses tersebut terjadi secara kualitatif dan hanya dapat dibandingkan secara subjektif tanpa ukuran yang tepat. Proses perkembangan banyak berkaitan dengan faktor internal yang terjadi pada waktu yang tidak bersamaan. Oleh karena itu, perkembangan dapat didefinisikan sebagai suatu proses perubahan yang diikuti oleh pendewasaan dan kematangan sel, serta diiringi oleh spesialisasi fungsi sel.

3. Macam-Macam Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan pada tumbuhan ada yang berupa pertumbuhan primer, ada pula yang berupa pertumbuhan sekunder. Kedua pertumbuhan ini sebenarnya berasal dari jaringan yang sama, yakni meristem. Meristem merupakan suatu jaringan yang memiliki sifat aktif membelah. Pertumbuhan primer berasal dari meristem primer, sedangkan pertumbuhan sekunder berasal dari meristem sekunder. Adakah perbedaan lain di antara kedua macam pertumbuhan tersebut?

a. Pertumbuhan Primer

Pertumbuhan yang terjadi selama fase embrio sampai perkecambahan merupakan contoh pertumbuhan primer. Struktur embrio terdiri atas tunas embrionik yang akan membentuk batang dan daun, akar embrionik yang akan tumbuh menjadi akar, serta kotiledon yang berperan sebagai penyedia makanan selama belum tumbuh daun.

Jika biji berkecambah, struktur yang pertama muncul adalah radikula yang merupakan bakal akar primer. Radikula adalah bagian dari hipokotil dan merupakan struktur yang berasal dari akar embrionik. Pada bagian ujung atas, terdapat epikotil, yakni bakal batang yang berasal dari tunas embrionik. Tahap awal pertumbuhan pada tumbuhan monokotil berbeda dengan dikotil. Pada monokotil, akan tumbuh koleoptil sebagai pelindung ujung bakal batang. Begitu koleoptil muncul di atas permukaan tanah, pucuk daun pertama akan muncul menerobos koleoptil. Biji masih tetap berada di dalam tanah dan memberi suplai makanan kepada kecambah yang sedang tumbuh. Per- kecambahan seperti ini dinamakan perkecambahan hipogeal (Gambar 1.2a). Bagaimanakah perkecambahan pada tumbuhan dikotil? Pada dikotil tidak muncul koleoptil. Dari dalam tanah, kotiledonnya akan muncul ke atas permukaan tanah bersamaan dengan munculnya daun pertama. Kotiledon akan memberi makan bakal daun dan bakal akar sampai keduanya dapat mengadakan fotosintesis. Itulah sebabnya, lama-kelamaan kotiledon menjadi kecil dan kisut. Perkecambahan yang kotiledonnya terangkat ke permukaan tanah dinamakan perkecambahan epigeal. Perhatikan Gambar 1.2b (Moore, et al, 1995: 404).

(a) Perkecambahan hipogeal pada monokotil dan (b) perkecambahan epigeal pada tumbuhan dikotil. Apa saja perbedaan kedua perkecambahan tersebut?

Pada ujung pucuk dan ujung akar, terdapat jaringan yang bersifat meris- tematik. Jaringan meristem yang terletak di ujung akar menyebabkan pemanjangan akar. Pertambahan panjang akar pada jagung mencapai 1 cm per hari. Ujung akar akan menghasilkan tudung akar. Tudung akar akan menghasilkan lendir yang dapat mempermudah akar menembus tanah. Menurut Hopson (1990: 475), pada ujung akar terdapat tiga daerah pertumbuhan berturut-turut dari ujung ke pangkal, yakni daerah pembelahan, daerah pemanjangan, dan daerah diferensiasi. Untuk lebih jelasnya, per- hatikan Gambar 1.3

Daerah pembelahan, daerah pemanjangan, dan daerah diferensiasi terdapat pada ujung akar

Sel-sel di daerah pembelahan akan membelah secara mitosis sehingga selnya bertambah banyak. Daerah pemanjangan akan membentuk bakal epidermis ke arah luar. Pada daerah diferensiasi, sel-selnya akan berdiferensiasi membentuk komponen pembuluh angkut, epidermis, dan bulu-bulu akar.

Ujung pucuk juga merupakan jaringan meristematik. Jaringan ini akan berdiferensiasi menjadi epidermis, floem, xilem, korteks, dan empulur. Meristem ini dilindungi oleh primordium daun. Letak primordium daun pada batang mengikuti pola berhadapan atau pola bergantian yang nantinya akan membentuk rangkaian daun sesuai dengan pola tersebut (Gambar 1.4).

(a) Rangkaian daun dengan pola bergantian dan (b) pola berhadapan

b. Pertumbuhan Sekunder

Semakin tua, batang tumbuhan dikotil akan semakin membesar. Hal ini disebabkan adanya proses pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder ini tidak terjadi pada tumbuhan monokotil. Bagian yang paling berperan dalam pertumbuhan sekunder ini adalah kambium dan kambium gabus atau felogen. Ke arah dalam, kambium akan membentuk pembuluh kayu (xilem), sedangkan ke arah luar kambium akan membentuk pembuluh tapis (floem). Kambium pada posisi seperti ini dinamakan kambium intra- vaskular. Sel-sel parenkim yang terdapat di antara pembuluh, lama-kelamaan berubah menjadi kambium. Kambium ini dinamakan kambium intervaskular.

Kedua macam kambium tersebut lama-kelamaan akan bersambungan. Posisi kambium yang semula terpisah-pisah, kemudian akan berbentuk lingkaran. Kedua macam kambium ini akan terus berkembang membentuk xilem sekunder dan floem sekunder sehingga batang menjadi semakin besar. Perhatikanlah Gambar 1.5. Akibat semakin besarnya batang, diperlukan jalan untuk mengangkut makanan ke arah samping (lateral). Untuk keperluan tersebut, dibentuklah jari-jari empulur.

Perjalanan pertumbuhan batang tampak pada (a) pertumbuhan primer awal, (b) pertumbuhan primer akhir, dan (c) pertumbuhan sekunder. Apa saja perbedaannya?

Aktivitas kambium bergantung pada keadaan lingkungan. Pada musim kemarau, kambium tidak aktif. Walaupun aktif, kambium hanya akan membentuk sel-sel xilem berdiameter sempit. Ketika air berlimpah, kambium akan membentuk sel-sel xilem dengan diameter besar. Perbedaan ukuran diameter ini akan menyebabkan terbentuknya lingkaran-lingkaran pada penampang melintang batang. Lingkaran ini dikenal dengan lingkaran tahun, yang dapat digunakan untuk memperkirakan umur tumbuhan.

Sementara itu, kambium gabus atau felogen juga melakukan aktivitasnya. Felogen ini akan membentuk lapisan gabus. Ke arah dalam, felogen mem- bentuk feloderm yang merupakan sel-sel hidup dan ke arah luar membentuk felem (jaringan gabus) yang merupakan sel-sel mati. Lapisan gabus perlu dibentuk karena fungsi epidermis sebagai pelindung tidak memadai lagi. Hal ini diakibatkan oleh pertumbuhan sekunder yang dilakukan kambium mendesak pertumbuhan ke arah luar. Hal tersebut mengakibatkan rusaknya epidermis sehingga kulit batang menjadi pecah-pecah. Adanya lapisan gabus mengakibatkan batang menjadi lebih terlindungi dari perubahan cuaca. Zat suberin pada sel-sel gabus dapat mencegah penguapan air dari batang. Agar pertukaran gas tetap berjalan lancar, di beberapa bagian dari permukaan batang terdapat lentisel. Ingatlah kembali pelajaran tentang jaringan tumbuhan di kelas XI.

Pernahkah Anda memerhatikan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan yang berada di daerah berbeda? Walaupun tumbuhan tersebut satu jenis, pertumbuhan dan perkembangannya menunjukkan perbedaan, bukan? Permasalahan tersebut umum kita temukan di bidang pertanian. Meskipun pada prinsipnya pohon kelapa dapat tumbuh di mana saja, tetapi hasil yang diperoleh akan bervariasi jika ditanam bertahap mulai dari daerah pantai (dataran rendah) hingga ke daerah pegunungan (dataran tinggi). Iklim yang sesuai diperlukan oleh tumbuhan agar dapat mengolah makanannya secara optimal dan didukung oleh kondisi tanah yang merupakan sumber makanan selama hidupnya.

B. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Faktor lingkungan yang mendukung, ditambah dengan potensi dari dalam tubuh tumbuhan merupakan kombinasi yang mengoptimalkan produktivitas tumbuhan. Dengan demikian, ada dua hal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, yaitu :

faktor internal, contohnya hormon yang mengontrol pertumbuhan dan perkembangan;
faktor eksternal, contohnya kondisi fisik kimia lingkungan, seperti panjang pendeknya hari, temperatur, sumber nutrisi, dan pencahayaan.

Jadi, dapat dikatakan bahwa pertumbuhan dan perkembangan adalah hasil dari interaksi antara faktor internal (potensi genetik) dengan faktor eksternal (kondisi lingkungannya). Hilangnya pertumbuhan suatu organ atau jaringan makhluk hidup dapat disebabkan oleh salah satu faktor di atas saja atau dapat disebabkan oleh kedua-duanya.

Secara genetis, tumbuhan memiliki kloroplas. Akan tetapi, jika tidak ada cahaya, kloroplas tersebut tidak akan terbentuk. Tidak terbentuknya kloroplas dapat disebabkan oleh faktor genetis dan faktor lingkungan. Kloroplas pada tumbuhan dapat tidak terbentuk karena tidak diproduksinya enzim yang diperlukan dalam pembentukan kloroplas atau karena lingkungan tidak menyediakan cahaya atau mineral yang penting dalam pembentukan kloroplas.

1. Faktor Internal

Faktor internal dipicu oleh serangkaian proses yang terjadi dalam sel, seperti pembelahan, pemanjangan, dan diferensiasi. Umumnya, faktor-faktor internal yang ada di dalam tubuh ini berupa senyawa biokimia, seperti hormon dan enzim.

Hormon merupakan senyawa kimia yang diproduksi dalam konsentrasi yang kecil oleh tubuh yang akan memengaruhi sel atau organ target. Pada bahasan ini, kita akan mengenal beberapa hormon pada tumbuhan yang membantu dalam proses pertumbuhan dan perkembangan (Moore, et al, 1995: 275).

a. Auksin

Pada 1800-an, Charles Darwin mengamati pertumbuhan rumput yang selalu menuju arah datangnya cahaya matahari. Seorang ahli pertanian, Ciesielski, juga mengamati perkembangan akar yang membelok menuju arah bumi. Kedua kejadian ini menghasilkan pertumbuhan ujung-ujung tumbuhan yang berbelok. Hal ini baru dimengerti setelah ditemukan hormon auksin yang bertanggung jawab dalam pemanjangan sel (batang) serta gerakan tropisme (gerakan sel bagian tumbuhan sesuai dengan arah datangnya rangsangan) pada tumbuhan. Auksin sangat mudah terurai oleh cahaya sehingga menimbulkan gerakan fototropisme (gerakan yang disebabkan oleh rangsang cahaya), seperti yang terlihat pada Gambar 1.6. Auksin yang tidak terurai oleh cahaya dapat menimbulkan pertumbuhan yang cepat di tempat gelap atau disebut etiolasi.

Percobaan yang dilakukan Darwin menunjukkan pertumbuhan koleoptil mengarah ke tempat datangnya cahaya

Auksin didominasi oleh senyawa golongan IAA (Indol Asetic Acid). Dalam konsentrasi sangat sedikit (10-5 M), auksin dapat memengaruhi tumbuhan, di antaranya:

dapat memicu pembelahan sel dan pemanjangan sel;
memengaruhi dalam pembentukan pucuk atau tunas baru dan jaringan yang luka.

b. Giberelin

Giberelin ditemukan secara tidak sengaja oleh seorang peneliti Jepang bernama Fujikuro di tahun 1930-an. Ketika itu, ia sedang mengamati penyakit Banane pada tumbuhan padi. Padi yang terserang oleh sejenis jamur memiliki pertumbuhan yang cepat sehingga batangnya mudah patah. Jamur ini kemudian diberi nama Gibberella fujikuroi yang menyekresikan zat kimia bernama giberelin.

Giberelin ini kemudian diteliti lebih lanjut dan diketahui banyak berperan dalam pembentukan bunga, buah, serta pemanjangan sel tumbuhan. Kubis yang diberi hormon giberelin dengan konsentrasi tinggi, akan mengalami pemanjangan batang yang mencolok (Gambar 1.7).

(a) Kubis yang diberi hormon giberelin. Bandingkanlah dengan (b) kubis yang tidak diberi giberelin

Beberapa fungsi dari hormon giberelin adalah :

berperan dalam dominansi apikal, pemanjangan sel, perkembangan buah, perbungaan, dan mobilisasi cadangan makanan dari dalam biji;
ikut berpengaruh terhadap pembentukan akar tumbuhan karena giberelin umum terdapat di bagian meristematik pada akar.

Etilen dapat mematangkan buah pisang yang ditaruh dalam plastik. Hasilnya, (a) pisang matang karena pengaruh etilen dari jeruk, (b) pisang matang karena gas dari zat etilen murni, dan (c) pematangan pisang lambat karena tidak ada pengaruh etilen

c. Sitokinin

Aktivitas sitokinin pertama kali teramati ketika pembelahan sel oleh Folke Skoog dari Universitas Wisconsin, Amerika Serikat. Sitokinin, sesuai dengan namanya (sito= sel, kinin= pembelahan) berperan dalam pembelahan sel, pemanjangan sel, morfogenesis, dominansi apikal, dan dormansi.

d. Asam absisat

Asam absisat ditemukan oleh peneliti yang bekerja pada penelitian tentang dormansi pohon. Zat kimia yang diambil dari dedaunan sebuah pohon ternyata memengaruhi pertumbuhan pucuk dan menginduksi pembentukan tunas. Asam absisat berperan dalam penuaan, dormansi pucuk, perbungaan, memacu sintesis etilen, dan menghambat pengaruh giberelin.

e. Etilen

Fenomena gas etilen pertama kali diamati oleh ilmuwan mulai abad ke-19. Pada masa itu, sumber penerangan lampu jalanan yang digunakan berasal dari pemanasan oleh batubara. Pepohonan yang berada di sekitar pem- buangan gas pembakaran diketahui menggugurkan daunnya secara tidak wajar. Pada tahun 1901, sekelompok peneliti dari Rusia menemukan adanya gas etilen pada pembakaran tersebut dan menyebabkan daun berguguran.

Kini, etilen telah secara luas digunakan sebagai zat pengatur tumbuh pada tumbuhan. Pengaruh etilen ini adalah sebagai berikut.

Hormon ini akan menghambat pembelahan sel, menunda perbungaan, dan menyebabkan absisi atau pengguguran daun.
Buah terlebih dahulu akan mengalami pematangan sebelum mengalami pengguguran. Jadi, etilen membantu dalam proses pematangan buah. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 1.8.

2. Faktor Eksternal

Faktor-faktor eksternal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan di antaranya adalah cahaya, temperatur, kandungan air, dan kesuburan tanah.

a. Makanan (Nutrisi)

Semua makhluk hidup membutuhkan makanan (nutrisi) untuk sumber energi. Unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah besar yang disebut elemen makro atau unsur makro. Elemen makro terdiri atas karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur, fosfor, kalium, dan magnesium. Selain itu, ada elemen yang disebut elemen mikro atau unsur mikro seperti besi, klor, tembaga, seng, molibdenum, boron, dan nikel. Elemen mikro adalah unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah sedikit (Moore, et al, 1995: 470).

Defisiensi unsur (a) fosfor menyebabkan tepi daun menggulung dan (b) defisiensi unsur seng menyebabkan daun berukuran kecil

Keadaan fisiologis berupa kekurangan elemen makro atau mikro disebut defisiensi. Defisiensi yang terjadi pada tumbuhan akan berpengaruh terhadap proses pertumbuhan. Contohnya, daun tumbuhan akan menguning jika kekurangan besi (Fe), karena Fe berfungsi dalam pembentukan klorofil. Selain itu, besi merupakan salah satu unsur yang diperlukan pada pembentukan enzim- enzim pernapasan yang mengoksidasi karbohidrat menjadi karbondioksida dan air. Contoh lainnya, jika tumbuhan kekurangan unsur fosfor, tepi daunnya akan menggulung (Gambar 1.9). Untuk mengetahui lebih jelas mengenai unsur-unsur yang diperlukan tumbuhan, perhatikanlah Tabel 1.1.

Unsur	Senyawa Tersedia bagi Tumbuhan	Fungsi pada Tumbuhan	Gejala Defisiensi
Mikronutrien
Molibdenum	MoO42–	Fiksasi N2 pada tumbuhan	Klorosis atau daun muda menggulung
Tembaga	Cu+, Cu2+	Komponen plastosianin, terdapat pada	Daun muda berwarna hijau
		lignin saluran pembuluh, mengaktifkan	tua, menggulung, dan layu
		enzim.
Seng	Zn2+	Berperan dalam sintesis auksin, menjaga	Klorosis, daun mengecil, dan
		struktur ribosom, mengaktifkan beberapa	internodus memendek
		enzim.
Mangan	Mn2+	Aktivator enzim, transfer elektron	Klorosis, nekrosis
Boron	H3BO3	Pertumbuhan tabung polen, mengatur fungsi enzim, berperan dalam	Kematian meristem apikal; daun menggulung dan pucat
		transportasi karbohidrat	di bagian ujung
Besi	Fe3+, Fe2+	Diperlukan dalam sintesis klorofil;	Klorosis, batang pendek, dan
		komponen sitokrom dan feredoksin;	menipis
		kofaktor peroksidase dan beberapa
		enzim
Klorin	Cl–	Keseimbangan tekanan osmotik,	Daun layu, klorosis, nekrosis,
		berperan dalam fotosintesis	kekerdilan, akar menebal
Makronutrien
Sulfur	SO42–	Bagian dari koenzim A; asam amino sistein, dan metionin	Klorosis
Fosfor	H2PO4–, HPO42–	Bagian dari asam nukleat, gula fosfat, dan ATP, fosfolipid pada membran sel,	Kekerdilan, pigmentasi hijau tua, akumulasi pigmen
		dan koenzim	antosianin, menghambat
			pertumbuhan
Magnesium	Mg2+	Bagian dari klorofil, aktivator enzim,	Klorosis, daun memerah
		berperan dalam sintesis protein
Kalsium	Ca2+	Menjaga integritas membran pada	Kematian akar dan ujung
		lamela tengah, sebagai kofaktor enzim	batang
Kalium	K+	Mengatur tekanan osmosik sel tetangga	Klorosis, nekrosis, akar, dan
		pada stomata, mengaktifkan lebih dari	batang lemah
		60 jenis enzim, diperlukan untuk
		pembentukan pati
Nitrogen	NO – , NH + 3 4	Bagian dari asam nukleat, klorofil, asam amino, protein, nukleotida, dan koenzim	Klorosis, kekerdilan, keungu- unguan akibat akumulasi
			pigmen antosianin

Jadi, media tanam untuk tumbuhan harus memenuhi elemen-elemen yang dibutuhkan tumbuhan. Pemupukan merupakan salah satu cara penambahan nutrisi yang dibutuhkan tumbuhan.

Pengaruh nutrisi tumbuhan dapat terlihat jika bercocok tanam meng- gunakan hidroponik. Hidroponik adalah istilah yang digunakan untuk bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam. Media tanam dapat berupa air, kerikil, pecahan genting, dan gabus putih. Media kultur yang sering digunakan adalah kultur air. Tumbuhan ditanam pada air yang telah dicampurkan berbagai mineral untuk menyuplai kebutuhan tumbuhan. Jika tumbuhan yang ditanam pada kultur air kekurangan nutrisi, tumbuhan tidak akan tumbuh baik.

b. Cahaya

Cahaya merah, biru, hijau, dan biru violet berperan sebagai sumber energi dalam proses fotosintesis. Makanan hasil fotosintesis yang terdapat pada tumbuhan akan digunakan untuk pertumbuhan. Biji yang ditanam dan ditempatkan di tempat teduh akan tumbuh cepat, tetapi abnormal (tubuh lemah). Peristiwa dinamakan etiolasi (lihat Gambar 1.10).

Pertumbuhan kecambah (a) di tempat gelap dan (b) di tempat terang

Cahaya dapat mengubah leukoplas menjadi kloroplas. Tersedianya cahaya yang memadai akan meningkatkan pembentukan kloroplas. Pada tumbuhan yang sama, tetapi hidup pada tempat yang berbeda pencahayaannya akan menimbulkan perbedaan ukuran daun.

Daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang cukup mendapatkan cahaya memiliki ukuran yang lebih sempit, tetapi jaringan mesofilnya lebih tebal daripada daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang kurang mendapatkan cahaya. Tinggi tumbuhan pada tempat yang kurang cahaya, lebih tinggi daripada tumbuhan yang hidup pada tempat cukup cahaya. Hal ini disebabkan pada tumbuhan yang hidup pada tempat yang kurang mendapatkan cahaya, transpirasinya rendah sehingga kandungan air lebih tinggi. Tingginya kandungan air memacu pembelahan sel dan pelebaran sel. Akan tetapi, berat tumbuhan menjadi lebih rendah karena aktivitas fotosintesis rendah. Stomata pada tumbuhan yang berada di tempat yang kurang mendapatkan cahaya memiliki jumlah lebih sedikit, tetapi ukurannya besar. Tumbuhan yang berada pada tempat yang mendapatkan cahaya cukup, memiliki jumlah stomata lebih banyak dengan ukuran yang kecil. Sistem perakaran tumbuhan yang hidup pada tempat yang cukup mendapatkan cahaya lebih lebat dibandingkan dengan sistem perakaran tumbuhan yang berada pada tempat kurang mendapatkan cahaya.

Adanya perbedaan letak geografis menyebabkan perbedaan lamanya pencahayaan yang diterima oleh tumbuhan. Pada daerah yang memiliki empat musim, kadang-kadang waktu siang lebih lama daripada waktu malam atau waktu malam lebih lama daripada waktu siang.

Respons tumbuhan terhadap lama pencahayaan dinamakan foto- periodisme. Respons tumbuhan yang dimaksud adalah pertumbuhan, perkembangan, dan produksi. Fotoperiodisme dikendalikan oleh fitokrom yang ditemukan oleh Sterling B. Hendrik. Fitokrom adalah suatu protein berwarna biru pucat yang terdistribusikan pada jaringan tumbuhan dengan konsentrasi rendah serta mampu menerima cahaya merah (Z = 660 nm) dan infra merah (Z = 730 nm).

Berdasarkan respon tumbuhan terhadap waktu terang atau waktu gelap, tumbuhan dapat dibedakan menjadi tumbuhan hari pendek (short-day plant), tumbuhan hari panjang (long-day plant), dan tumbuhan hari netral (neutral- day plant). Penggolongan ini sebenarnya bergantung waktu gelap.

Tumbuhan hari pendek adalah tumbuhan yang membentuk bunga jika lamanya waktu malam lebih panjang daripada waktu siang. Tumbuhan yang tergolong hari pendek adalah kedelai, tembakau, stroberi dan Chrysanthemum indicum.

Tumbuhan hari panjang adalah tumbuhan yang membentuk bunga jika lamanya waktu malam lebih pendek daripada waktu siang. Tumbuhan yang termasuk long-day plant adalah gandum, bit, dan bayam.

Tumbuhan hari netral adalah tumbuhan yang berbunga jika lamanya waktu siang sama dengan waktu malam. Tumbuhan yang tergolong neutral- day plant adalah jagung, kacang merah, mentimun, dan kapas.

c. Temperatur

Temperatur sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan. Hal ini karena berkaitan dengan aktivitas enzim dan kandungan air dalam tubuh tumbuhan. Semakin tinggi temperatur, semakin besar pula transpirasi. Akan tetapi, kandungan air dalam tubuh tumbuhan akan semakin rendah sehingga proses pertumbuhan akan semakin lambat. Temperatur yang rendah dapat memecahkan masa istirahat pucuk atau biji. Perlakuan temperatur yang rendah akan memacu pembentukan ruas yang lebih panjang daripada ruas dari tumbuhan yang tumbuh di daerah bertemperatur tinggi. Perlakuan dengan temperatur dapat merangsang perkecambahan biji, peristiwa ini dinamakan vernalisasi.

Termoperiodis adalah perbedaan temperatur antara siang dan malam, yang dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan suatu jenis tumbuhan. Tumbuhan tomat akan tumbuh baik jika temperatur siang mencapai 26°C dan temperatur malam mencapai 20°C. Pembentukan buah terjadi jika temperatur malam mencapai 15°C. Akan tetapi, buah tidak terbentuk jika temperatur malam mencapai 25°C.

d. Air

Air merupakan senyawa yang sangat penting bagi tumbuhan. Air berfungsi membantu reaksi kimia dalam sel. Selain itu, air menunjang proses fotosintesis dan menjaga kelembapan.

Kandungan air yang terdapat dalam tanah berfungsi sebagai pelarut unsur hara sehingga unsur hara tersebut mudah diserap oleh tumbuhan. Selain itu, air memelihara temperatur tanah yang berperan dalam proses pertumbuhan. Pertumbuhan akan berlangsung lebih aktif pada malam hari daripada siang hari karena pada malam hari kandungan air dalam tubuh tumbuhan lebih tinggi daripada siang hari.

e. pH

Derajat keasaman tanah (pH tanah) sangat berpengaruh terhadap ketersediaan unsur hara yang diperlukan oleh tumbuhan. Pada kondisi pH tanah netral unsur-unsur yang diperlukan, seperti Ca, Mg, P, K cukup tersedia. Adapun pada pH asam, unsur yang tersedia adalah Al, Mo, Zn, yang dapat meracuni tubuh tumbuhan.

f. Oksigen

Keadaan kadar oksigen yang terdapat dalam tanah selalu berlawanan dengan kadar air dalam tanah. Jika kandungan air tinggi, kandungan udara akan rendah. Kandungan oksigen dalam tanah sangat penting untuk respirasi sel-sel akar yang akan berpengaruh terhadap penyerapan unsur hara.

Lihat juga

Sistem Pertahanan Tubuh

Sekian postingan dan penjelasan yang admin bagikan tentang Pertumbuhan dan Perkembangan. Semoga bermanfaat dan artikel diatas, dapat menjadi bahan bacaan yang berguna dan bermanfaat buat anda.