Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman

Definisi Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan tanaman dapat didefinisikan sebagai peristiwa perubahan biologis yang terjadi pada makhluk hidup berupa perubahan ukuran yang bersifat irreversible (tidak berubah kembali ke asal atau tidak dapat balik).
Definisi Pertumbuhan dan Perkembangan
Perkembangan adalah proses menuju pencapaian kedewasaan atau tingkat yang lebih sempurna pada makhluk hidup.

Perbedaan pertumbuhan dan perkembangan

Pertumbuhan pada makhluk hidup bersel banyak (multiselluler) ditandai dengan pertambahan ukuran sel (sel bertambah besar dan panjang) dan pertambahan jumlah sel.

Adanya proses pertumbuhan ini dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif.

Secara empiris pertumbuhan tanaman dapat dinyatakan sebagai suatu fungsi dari
genotipe X lingkungan = F (faktor pertumbuhan) internal X faktor pertumbuhan eksternal).
Tanaman yang bertambah panjang di tempat gelap belum dapat dikatakan tumbuh walaupun volumenya bertambah, karena bobot kering sebenarnya menurun akibat respirasi yang terus berlangsung, sedangkan fotosintesa tidak terjadi.

Dalam keadaan normal pertumbuhan bukan saja pertambahan volume tetapi juga diikuti oleh pertambahan bobot kering.

Proses pertumbuhan tanaman terdiri dari pembelahan sel, lalu diikuti oleh pembesaran sel dan terakhir adalah difrensiasi sel.

Pertumbuhan hanya terjadi pada lokasi tertentu saja, yaitu pada jaringan meristem.

Jaringan meristem adalah jaringan yang sel-selnya aktif membelah.
Gambar 3 Susunan sel titik tumbuh pada ujung akar
Gambar 3 Susunan sel titik tumbuh pada ujung akar
Gambar Titik tumbuh pada ujung batang kedelai
Gambar Titik tumbuh pada ujung batang kedelai
Mitosis terjadi pada daerah meristem dan untuk pembelahan ini Yang paling aktif dalam pembelahan sel ini adalah jaringan meristem ujung akar dan batang.

Aktivitas meristem kedua bagian ini menyebabkan terjadinya pertumbuhan ke bawah dan ke atas yang disebut juga pertumbuhan primer.

Sedangkan pertumbuhan ke samping yang dimotori oleh pembelahan sel-sel pada kambium disebut pertumbuhan sekunder.

Proses pertumbuhan ini terjadi karena adanya pembelahan mitosis, yaitu pembelahan sel-sel tubuh. diperlukan karbohidrat dan protein dalam jumlah yang relatif besar.

Pembelahan itu sendiri ada dua jenis yaitu meiosis dan mitosis. Kalau mitosis pembelahan dari sel tubuh sedangkan meiosis pembelahan sel kelamin.

Untuk kegiatan mitosis ini maka pengangkutan air, karbohidrat, protein dan zat-zat lain ke daerah meristem berjalan lancar.

Setelah pembelahan sel, akan terjadi pembesaran sel. Seperti pada pembelahan sel, pembesaran sel juga terjadi pada jaringan meristem.

Urutan terakhir dari proses pertumbuhan tanaman disebut diferensiasi. Pertumbuhan merupakan salah satu ciri makhluk hidup.

Tumbuhan tumbuh dari kecil menjadi besar dan berkembang dari satu zigot menjadi embrio kemudian menjadi satu individu yang mempunyai akar, batang, dan daun.

Pertumbuhan merupakan hasil interaksi antara faktor dalam dan luar. Pertumbuhan merupakan proses yang irreversibel artinya tidak dapat balik.

Perubahan dari kecil menjadi dewasa pada kedelai misalnya merupakan akibat dari proses pertumbuhan dan perkembangan. Berbeda dengan pertumbuhan, proses perkembangan ini tidak dapat diukur sehingga tidak dapat dinyatakan secara kuantitatif.
Gambar Susunan sel titik tumbuh batang
Gambar Susunan sel titik tumbuh batang
Perkembangan pada tumbuhan merupakan suatu proses menuju tercapainya kedewasaan pada tumbuhan tersebut. Tumbuhan dikatakan dewasa jika tumbuhan tersebut sudah membentuk bunga.

Pertumbuhan dan dan perkembangan merupakan gejala- gejala yang saling berhubungan.

Pertumbuhan sebagaimana telah didefinisikan sebagai pertambahan ukuran (biasanya dalam bobot kering) yang tidak dapat balik (irreversibel). Sedangkan perkembangan mencakup proses diferensiasi, dan ditunjukkan oleh perubahan-perubahan yang lebih tinggi, menyangkut spesialisasi secara anatomi dan fisiologi.

Diferensiasi merupakan salah satu proses penting dalam budidaya tanaman. Akan tetapi perubahan dari sel sederhana ke organisme ber sel banyak yang kompleks, belum dapat dipahami secara sempurna.

Mekanisme diferensiasi tanaman menjadi sel yang kompleks tidaklah jelas. Akan tetapi faktor-faktor penting yang mempengaruhi diferensiasi jaringan sudah banyak di teliti. Sebagai hasil dari penelitian tersebut dikatakan beberapa faktor seperti hara dan hormon tumbuh merupakan faktor yang memegang peranan penting dalam diferensiasi tanaman.

Pertumbuhan yang terjadi pada tumbuhan dibagi menjadi dua macam yaitu pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder.

Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan ukuran panjang pada bagian batang tumbuhan karena adanya aktivitas jaringan meristem primer. Sedangkan pertumbuhan sel sekunder adalah pertambahan besar dari organ tumbuhan karena adanya aktivitas jaringan meristem sekunder yaitu kambium pada kulit batang, kambium batang, dan dan akar.

Berdasarkan aktivitasnya, daerah pertumbuhan pada ujung akar dan ujung batang dibedakan menjadi tiga daerah pertumbuhan yaitu:
  • daerah pembelahan sel
  • daerah perpanjangan sel
  • daerah diferensiasi sel

Perkecambahan Benih

Perkecambahan merupakan proses pertumbuhan dan perkembangan embrio. Hasil perkecambahan ini adalah munculnya tumbuhan kecil dari dalam biji.

Proses pertumbuhan embrio saat perkecambahan benih adalah plumula tumbuh dan berkembang menjadi pucuk dan radikula tumbuh dan berkembang menjadi akar. Berdasarkan letak kotiledon pada saat perkecambahan dikenal dua tipe perkecambahan yaitu hipogeal dan epigeal.

Hipogeal

Pada perkecambahan ini terjadi pertumbuhan memanjang dari epikotil yang menyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul diatas tanah kotiledon tetap berada di dalam tanah, contohnya kecambah jagung.
Gambar 5 Perkecambahan hipogaeal
Gambar 5 Perkecambahan hipogaeal

Epigeal

Pada perkecambahan ini hipokotil tumbuh memanjang akibatnya kotiledon dan plumula terdorong ke permukaan tanah, sehingga kotiledon berada diatas tanah, contoh pada kacang hijau.
Gambar 6 Perkecambahan epigaeal
Gambar 6 Perkecambahan epigaeal

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan

Pengaruh lingkungan terhadap pertumbuhan tanaman dapat dibagi atas dua faktor yaitu lingkungan dan genetik.

Lingkungan tumbuh tanaman sendiri dapat dikelompokkan atas lingkungan biotik (tumbuhan lain, hama, penyakit dan manusia), dan abiotik (tanah dan iklim).

Penjelasan dari faktor-faktor tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

Genetik

Gen adalah faktor pembawa sifat menurun yang terdapat di dalam makhluk hidup. Gen berpengaruhi setiap struktur makhluk hidup dan juga perkembangannya,

Walaupun gen bukan satu-satunya faktor yang mempengaruhinya.

Setiap jenis (spesies) memiliki gen untuk sifat tertentu.

Curah hujan

Curah hujan dapat dinyatakan dalam:
  1. mm per tahun yang menyatakan tingginya air hujan yang jatuh tiap tahun.
  2. banyaknya hari hujan pertahunnya yang menyatakan distribusi atau meratanya hujan dalam setahun.
Besarnya curah hujan mempengaruhi kadar air tanah, aerasi tanah, kelembaban udara dan secara tidak langsung juga menentukan jenis tanah sebagai tempat media tumbuh tanaman.

Oleh karenanya curah hujan sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman.

Tinggi dari permukaan laut

Ketinggian tempat menentukan suhu udara, intensitas cahaya matahari dan mempengaruhi curah hujan, yang pada gilirannya mempengaruhi pertumbuhan tanaman.

Perbedaan ketinggian tempat dari permukaan laut menyebabkan perbedaan suhu lingkungan. Setiap kenaikan 100m dari permukaan laut, suhu akan turun sekitar 0,50C.

Kondisi ini tentunnya akan mempengaruhi jenis tumbuhan yang hidup pada ketinggian tertentu.
Misalnya kita menemukan banyak tanaman kelapa (Cocos nuciferae) pada daerah pantai, kemudian enau (Arenga pinata) hidup di pegunungan basah, rotan pada daerah hutan hujan tropis, dan banyak contoh lainnya.

Dari uraian tersebut diatas dapat diketahui masing-masing tempat hidup organisme (habitat) mempunyai persyaratan khusus,

Keadaan Tanah

Tanah merupakan komponen hidup dari lingkungan yang penting dalam mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tanahlah yang menentukan penampilan tanaman.

Kondisi kesuburan tanah yang relatif rendah akan mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan tanaman dan akhirnya akan mempengaruhi hasil.

Pengaruh keadaan tanah dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu:
  1. Keadaan fisik tanah, yang ditentukan oleh struktur dan tekstur tanah, karenanya pengaruhnya terhadap aerasi dan drainase tanah
  2. Keadaan kimia tanah yang ditentukan oleh kandungan zat hara di dalam tanah.
  3. Keadaan biologi tanah yang ditentukan oleh kandungan mikro/makro flora dan fauna tanah yang bertindak sebagai resiklus hara dalam tanah (dekomposisi).
Data kesuburan kimia, fisika dan biologi suatu lahan merupakan data awal yang harus diketahui sebelum melakukan budidaya tanaman.

Pengelolaan lingkungan menimbulkan beberapa persoalan pada erosi tanah, pergantian iklim, pola drainase dan pergantian dalam komponen biotik pada ekosistem.

Pada tahun 1977 State of World Environment Report (UNEP), memperingatkan abhwa, tanah yang dapat ditanami terbatas, hanya  11% permukaan bumi dapat diusahakan untuk pertanian. Secara total 1.240 juta ha untuk populasi 4.000 juta (rata-rata 0,31 ha/orang). Area ini pada tahun 2.000 akan tereduksi sampai hanya tinggal 940 juta ha dengan populasi penduduk dunia 6.250 juta.

Sehingga perbandingan lahan/orang tinggal 0,15 ha saja. Ini merupakan suatu peringatan dan memerlukan perhatian segera.

Pengaruh zat hara pada pertumbuhan tanaman digambarkan oleh Liebig dengan hukum minimumnya yang berbunyi “pertumbuhan atau hasil optimum ditentukan oleh faktor atau hara yang berada pada keadaan minimum.

Dalam mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman terdapat 3 fungsi tanah yang utama yaitu:
  1. Memberikan unsur-unsur mineral, melayaninya baik sebagai medium pertukaran maupun sebagai tempat persediaan.
  2. Memberikan air dan sebagai tempat cadangan air dimuka bumi
  3. Sebagai tempat berpegang dan bertumpu untuk tegak.

Suhu

Suhu udara mempengaruhi kecepatan pertumbuhan maupun sifat dan struktur tanaman.

Tumbuhan dapat tumbuh dengan baik pada suhu optimum. Untuk tumbuhan daerah tropis suhu optimumnya berkisar 22-370C.

Suhu optimum berkisar antara 25- 300C dan suhu maksimum 35-400C.

Tetapi suhu kardinal (minimum, optimum, dan maksimum) ini sangat dipengaruhi oleh jenis dan fase pertumbuhan tanaman.

Cahaya matahari

Cahaya matahari (radiasi surya) mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui tiga sifat yaitu intensitas cahaya, kualitas cahaya (panjang gelombang) dan lamanya penyinaran (panjang hari).

Pengaruh ketiga sifat cahaya tersebut terhadap pertumbuhan tanaman adalah melalui pembentukan klorofil, pembukaan stomata, pembentukan antocyanin (pigmen merah) perubahan suhu daun atau batang, penyerapan hara, permeabilitas dinding sel, transpirasi dan gerakan protoplasma.

Hara (nutrisi tanaman) dan air

Hara dan air memegang peranan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Salah satu fungsi dari kedua bahan ini adalah sebagai bahan pembangun tubuh makhluk hidup.

Pertumbuhan yang terjadi pada tanaman (sampai batas tertentu) disebabkan oleh tanaman mendapatkan hara dan air.

Bahan baku pada proses fotosintesa adalah hara dan air yang nantinya akan diubah tanaman menjadi makanan.

Tanpa kedua bahan ini pertumbuhan tidak akan berlangsung. Hara dan air umumnya diambil tanaman dari dalam tanah dalam bentuk ion.

Unsur hara yang dibutuhkan tanaman dapat dibagi atas dua kelompok yaitu hara makro dan mikro.

Hara makro adalah hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar sedangkan hara mikro dibutuhkan dalam jumlah kecil.

Nutrien yang tergolong kedalam hara makro adalah Carbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, Sulfur, Posfor, Kalium, Calsium, Ferrum.

Sedangkan yang termasuk golongan hara mikro adalah Boron, Mangan, Molibdenum, Zinkum (seng) Cuprum (tembaga) dan Klor.

Jika tanaman kekurangan dari salah satu unsur tersebut diatas maka tanaman akan mengalami gejala defisiensi yang berakibat pada penghambatan pertumbuhan.

Hormon tumbuhan

Hormon (zat tumbuh) adalah suatu senyawa organik yang dibuat pada suatu bagian tanaman dan kemudian diangkut ke bagian lain, yang konsentrasinya rendah dan menyebabkan suatu dampak fisiologis. Diferensiasi tanaman juga diatur oleh hormon (yaitu fithormon). Saat ini dikenal hormon tumbuh seperti auksin, giberelin, sitokinin, asam absisi, etilen, asam traumalin, dan kalin.

Auksin

Merupakan zat tumbuh yang pertama ditemukan. Pengaruh auksin terutama pada perpanjangan atau pembesaran sel. Sifat dasar auksin yang mempengaruhi perpanjangan sel ini sering digunakan sebagai pengukur kecepatan pertumbuhan tanaman.

Beberapa respons pertumbuhan dapat ditunjukkan dan dikendalikan oleh auksin. Fototropisme yang merupakan peristiwa pembengkokan ke arah cahaya dari kecambah yang sedang tumbuh, dapat didasarkan oleh penyebaran auksin pada bagaian tersebut yang tidak merata.

Pengaruh auksin pada perpanjangan sel tanaman dapat digambarkan dari hasil-hasil percobaan sebagai berikut.

Bila ujung batang tanaman Avena sativa dipotong, maka pertumbuhan kaleoptil terhambat, akan tetapi bila ujung batang ini ditempelkan kembali pertumbuhan akan terjadi lagi.

Apabila potongan ujung batang Avena sativa tadi ditaruhkan pada sepotong agar kemudian pada bagian bawahnya diletakkan potongan lainnya maka pertumbuhan kaleoptil akan terjadi juga.

Auksin dibuat di ujung batang dan merangsang pertumbuhan kaleoptil. Auksin merupakan istilah umum dari IAA yang mempengaruhi pertumbuhan batang ke atas dan ke bawah, hormon ini dapat merangsang ataupun menghambat pertumbuhan tanaman tergantung pada konsentrasinya.

Selain itu, konsentrasi auksin yang sama dapat memberikan efek berlainan pada pertumbuhan batang. pucuk, dan akar. Seperti fototropisme (pertumbuhan ke arah cahaya), geotropisme (pertumbuhan ke arah bumi).

Auksin dibentuk dalam ujung kaleoptil bergerak ke bawah (basipetal).

Auksin berfungsi untuk:
  • merangsang perpanjangan sel
  • merangsang pembentukan bunga dan buah
  • memperpanjang titik tumbuh.
Senyawa auksin bila terkena matahari akan berubah menjadi senyawa yang justru akan menghambat pertumbuhan. hal inilah yang menyebabkan batang membelok ke arah datangnya sinar bila diletakkan mendatar, karena bagian yang tidak terkena sinar pertumbuhannya lebih cepat dari bagian yang terkena sinar sinar.

Giberelin

Mula-mula zat ini ditemukan pada Giberella fujikuroi, yaitu jenis jamur parasit pada tanaman padi. Hormon ini ditemukan pertama sekali di Jepang.

Bila auksin hanya merangsang pembesaran sel, maka giberelin merangsang pembelahan sel. Terutama untuk merangsang pertumbuhan primer.

Bedanya dengan auksin adalah bahwa giberelin mempengaruhi perkecambahan dan mengakhiri masa dorman biji, sedangkan auksin tidak.

Giberelin dapat bergerak ke dua arah sedangkan auksin hanya ke satu arah.

Giberelin berfungsi untuk:
  • menggiatkan pembelahan sel
  • mempengaruhi pertumbuhan tunas
  • mempengaruhi pertumbuhan akar

Kinin atau sitokinin

Hormon ini seperti halnya auksin maka sitokinin juga memberikan efek yang bermacam-macam terhadap tanaman.

Zat ini mempercepat pembelahan sel, membantu pertumbuhan tunas dan akar. Sitokinin dapat menghambat proses proses penuaan (senescence).

Salah satu macam sitokinin adalah kinetin yang terdapat dalam air kelapa muda dan dalam ragi.

Lingkungan biotik yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman diantaranya adalah organisme pengganggu tanaman dan allelopati (zat kimia yang dihasilkan tumbuhan dan mengganggu tumbuhan lainnya).

Pengukuran pertumbuhan

Pertumbuhan tanaman dapat diukur dengan berbagai cara antara lain:
  1. Pertumbuhan panjang ranting
  2. Pertambahan luas daun Daun berasal dari promeristen titik tumbuh batang. premordia daun merupakan tonjolan pertama yang membulat atau persegi pada sisi promeristem. Tonjolan tersebut diawali oleh pembelahan secara antiklinal dan periklinal pada lapisan luar dari apikal meristem. Helai daun berkembang menurut pola tertentu.
  3. Pertambahan diameter dahan atau batang
  4. Pertambahan volume terutama pada buah
  5. Pertambahan bobot segar dan kering