Tanaman dan Faktor Lingkungan

FAKTOR ABIOTIK

1.   Tanah

Tanah, pengertian tentang tanah sangat beragam, tergantung dari segi mana orang melihatnya. Ahli pertanian menyebutkan tanah merupakan medium alam tempat tumbuhnya tumbuhan dan tanaman yang tersusun dari bahan-bahan padat, cair dan gas. Bahan penyusun tanah dapat dibedakan atas partikel mineral, Bahan organic, Jasad hidup, Air dan Gas.

Untuk kehidupan tanaman, tanah mempunyai fungsi sebagai tempat berdiri tegak dan bertumpunya tanaman,  medium tumbuh yang menyediakan hara dan pertukaran hara antara tanaman dengan   tanah dan penyediaan dan gudangnya air bagi tanaman

Pembentukan tanah merupakan proses yang terus-menerus. Ini dapat dilihat dari potongan vertical melalui tanah yang dangkal, dimana batuan induk hanya sedikit di bawah permukaan tanah. Ketiga gradasi yang agak nyata dari batuan induk ke “top soil” disebut horizon-horison. Morfologi dari horizon-horison inilah yang memungkinkan pengklasifikasian tanah dalam tipe-tipenya, supaya struktur dan kesuburan dapat diramalkan.

Kesuburan tanah, diartikan sebagai kesanggupan tanah untuk menyediakan unsure hara bagi pertumbuhan tanaman. Kesuburan tanah dipengaruhi oleh sifat fisik, kimia dan biologi tanah.  Kesuburan fisik antara lain mencakup struktur, tekstur dan kemampuan tanah memegang air, kesuburan kimia terutama terkait dengan status nutrisi atau unsure hara dalam tanah serta sifat kemasaman tanah. Kesuburan biologi menyangkut adanya aktivitas mikroorganisme dalam tanah yang terkait erat dengan kandungan bahan organic tanah, karena kehidupan mikroorganisme tersebut membutuhkan bahan organic sebagai makanannya. Dalam hal inilah peranan bahan organic tanah menjadi sangat penting dalam kaitannya dengan pemeliharaan kesuburan tanah dalam jangka panjang.

Tanaman dapat menghasilkan secara maksimal bila tanaman itu tumbuh dalam keadaan subur dan factor-faktor di luar kesuburan sekitar tanaman tersebut menunjang pertumbuhan tadi secara optimal. Tanah dinyatakan subur  bila dapat menyediakan unsure hara dalam jumlah cukup dan seimbang serta mempunyai aerasi yang optimum.

2.  Radiasi Matahari

Radiasi matahari merupakan factor utama diantara factor iklim yang lain, tidak hanya sebagai sumber energi primer tetapi juga karena berpengaruh terhadap keadaan factor-faktor iklim yang lain seperti suhu, kelembaban dan angin.

Respon tanaman terhadap radiasi matahari pada dasarnya dapat dibagi dalam tiga aspek, yaitu intensitas, kualitas dan fotoperiodisitas. Ketiga aspek ini mempunyai pengaruh yang berbeda satu sama lain, demikian juga keadaannya di alam.

Intensitas radiasi matahari, adalah banyaknya energi yang diterima oleh suatu tanaman per satuan luas dan persatuan waktu. Biasanya diukur dengan satuan kal/cm /hari. Besarnya intensitas radiasi yang diterima oleh tanaman tidak sama untuk setiap tempat dan waktu, antara lain tergantung

a.   Jarak antara matahari dan bumi,

b.   Musim

c.    Letak geografis.

Kualitas radiasi matahari, diartikan sebagai proporsi panjang gelombang yang diterima pada suatu tempat dan waktu tertentu. Distribusi spectrum (panjang gelombang) dari sinar matahari yang diterima tanaman berbeda beda tergantung pada

a.  Sudut datang matahari atau jarak antara matahari dan bumi, secara harian tergantung kepada inklinasi matahari,

b.    Letak daun pada tajuk

Kualitas radiasi matahari berpengaruh terhadap sifat morfogenetik tanaman seperti  inisiasi bunga, perkecambahan benih, perpanjangan ruas (inter node) batang dan pembentukan pigmen Berbeda dengan pengaruh intensitas radiasi yang terkait dengan fotosintesis dimana klorofil memegang peranan penting, dalam kualitas radiasi matahari fitokhrom merupakan senyawa (pigmen) yang menentukan respon sifat morfogenetik tanaman tersebut.

3.  Panjang Hari (Foto Periode)

Panjang hari didefenisikan sebagai panjang atau lamanya siang hari dihitung mulai dari matahari terbit sampai terbenam ditambah lamanya keadaan remang-remang (selang waktu sebelum matahari berada pada posisi 6 di bawah cakrawala).

Respon tanaman terhadap panjang hari (fotoperiodisme) sering dihubungkan dengan pembungaan, namun sebenarnya banyak aspek pertumbuhan tanaman yang dipengaruhi oleh panjang hari, seperti :

a.   Inisiasi bunga,

b.   Produksi dan kesuburan putik dan tepung sari,

c.    Pembentukan umbi pada tanaman ubi-ubian,

d.   Dormansi benih

e.   Pertumbuhan tanaman secara keseluruhan.

Berdasarkan respon tanaman terhadap panjang hari ini, tanaman dibagi dalam beberapa kelompok. Ada tanaman yang peka dan ada tanaman yang toleran (netral). Kelompok tanaman yang peka sering dibagi kedalam kelompok fotoperiode lemah yang berarti hanya memberikan pengaruh yang sedikit dibandingkan dengan kelompok fotoperiode kuat yang mempunyai respon tinggi.

Dari kelompok fotoperiode kuat tanaman dapat dibedakan menjadi beberapa type tanaman

a.  Tanaman hari pendek, yaitu tanaman yang akan berbunga jika fotoperiode lebih pendek dari periode kritis tertentu.

b.   Tanaman hari panjang.

Panjang hari kritis adalah panjang hari maksimum (untuk tanaman hari pendek) dan minimum (untuk tanaman hari panjang) dimana inisiasi pembungaan masih terjadi. Panjang hari kritis berbeda-beda menurut jenis tanaman dan bahkan varietas.

4.  Suhu

Proses-proses fisik dan kimiawi dikendalikan oleh suhu, dan kemudian proses-proses ini mengendalikan reksi biologi yang berlangsung dalam tanaman. Misalnya,  suhu menentukan laju difusi dari gas dan zat cair dalam tanaman. Apabila suhu turun viskositas air naik. Begitu juga untuk gas-gas, energi kinetic dari karbondioksida, oksigen dan zat lain berubah sesuai dengan perubahan suhu.

Kelarutan berbagai zat tergantung suhu. Kelarutan karbondioksida dalam air dingin dua kali lipat kelarutannya dalam air panas. Kebalikannya berlaku untuk kebanyakan zat padat; kelarutan gula lebih besar dalam air panas daripada dalam air dingin.

Kecepatan reaksi dipengaruhi suhu, biasanya makin tinggi suhu, reaksi makin cepat. Jadi, suhu mempunyai efek penting dan tegas pada respirasi. Akan tetapi, hubungan suhu dan reaksi biokimia yang berlangsung dalam tanaman jarang barbanding langsung karena adanya factor lain yang rumit. Misalnya, hasil akhir yang dihasilkan, seperti gula, dapat menumpuk dan memblokir reksi selanjutnya. Dalam beberapa reaksi, ketersediaan bahan mentah dapat merupakan bahan pembatas.

Suhu mempengaruhi kestabilan system enzim. Pada suhu optimum, system enzim berfungsi baik dan tetap stabil untuk waktu lama. Pada suhu lebih dingin, mereka tetap stabil, tetapi tidak berfungsi, sementara pada suhu tinggi system enzim rusak sama sekali. Suatu system ensim yang tetap stabil pada suhu 20ºC dapat aktif hanya selama setengah jam pada suhu 30ºC dan hanya selama beberapa detik pada suhu 38ºC.

Suhu maksimim dan minimum yang menyokong pertumbuhan tanaman biasanya berkisar antara 5º-35º C. Suhu dimana pertumbuhan optimum berlangsung berbeda-beda menurut tanamannya dan berbeda-beda sesuai tahap perkembangannya. Tambahan pula, berbagai bagian-bagian tanaman berbeda kepekaannya terhadap suhu minimum. Tanaman yang telah menyesuaikan diri dengan iklim dingin, akarnya lebih peka terhadap suhu rendah daripada batangnya kuncup bunga lebih lemah daripada kuncup daun.

Suhu yang ekstrem dapat merusak tanaman ; suhu terlalu dingin dan suhu terlalu tinggi dapat mematikan tanaman. Kerusakan akibat suhu tinggi dapat dihubungkan dengan kekeringan (desikasi). Pembakaran tanaman selama cuaca panas luar biasa, biasanya merupakan akibat dari kehilangan air pada kegiatan transpirasi yang terlalu banyak bila dibandingkan dengan absorbsi air. Suhu udara yang sangat panas dapat mempunyai efek mematikan pada tanaman sebagai akibat dari koagulasi protein. Terhentinya pertumbuhan pada suhu tinggi merupakan merupakan suatu gambaran dari suatu keseimbangan metabolic yang terganggu. Bila kecepatan respirasi bertambah lebih cepat daripada kecepatan fotosintesis, maka akan terjadi kekurangan pangan dalam tubuh tanaman.

5.  Air

Air sangat penting bagi tanaman karena berfungsi sebagai: (a) Bahan baku (sumber hydrogen) dalam proses fotosintesis , (b). Penyusun protoplasma, (c). Memelihara tekanan turgor, (d) Bahan atau media dalam proses transpirasi dan (e). Pelarut unsure hara dalam tanah dan tubuh tanaman serta sebagai media translokasi unsure hara dari dalam tanah ke akar untuk selanjutnya dikirim ke daun.

Tanaman mendapatkan air dari dalam tanah dan sedikit saja yang berasal dari udara, misalnya embun dan kabut, meskipun pada beberapa jenis tanaman yang tergolong xerophyt dapat hidup hanya dengan mengandalkan air dari udara ini.  Dalam tanah, tidak semua air tersedia bagi tanaman. Air yang tertinggal dalam tanah, yang tidak tersedia bagi tanaman dikenal sebagai air higroskopis. Tanaman yang tumbuh pada kondisi seperti ini akan mengalami layu permanent dan mati karena kekurangan air. Dalam hal ini kekurangan air bukan disebabkan oleh adanya transpirasi yang berlebihan karena intensitas radiasi tinggi melainkan karena tidak adanya absorbsi air oleh akar.

Pemanfaatan air dari udara oleh tanaman bisa terjadi pada daerah kering, dimana air dalam tanah tidak pernah tersedia bagi tanaman. Bentuk air yang dapat dimanfaatkan adalah embun dan kabut yang diserap tanaman melalui proses transpirasi negatif.

Faktor Biotik

Hama, penyakit dan gulma merupakan factor lingkungan yang sangat menentukan tingkat dan kualitas hasil tanaman dan bahkan dapat menyebabkan gagalnya panen. Didaerah tropis kerugian hasil sebagai akibat serangan hama dan penyakit pada umumnya lebih besar daripada daerah sub tropis, karena kondisi iklim di tropis yang lembab dan panas sangat menguntungkan bagi perkembangan dan penyebaran penyakit.

1.  Hama

Hama tanaman dapat didefenisikan sebagai binatang yang memakan tanaman dan secara ekonomis merugikan. Dari keseluruhan hama tanaman, klas Insecta merupakan bagian yang terbesar. Insecta merupakan hama tanaman yang sangat mudah berpindah dan mempunyai daya adaptasi tinggi terhadap lingkungan baru. Selain itu insecta cepat berkembang biak, apalagi pada kondisi yang menguntungkan. Hama tanaman dapat dikendalikan dengan berbagai cara, antara lain penggunaan varietas resisten, kultur teknis dan pengendalian secara kimiawi.

2.  Penyakit

Penyakit tanaman adalah gangguan tanaman yang disebabkan oleh virus, bakteri atau cendawan. Ketiga macam organisme penyebab penyakit tersebut mempunyai sifat-sifat yang spesifik, demikian pula gangguannya terhadap tanaman. Virus merupakan bentuk organisme yang paling sederhana diantara bakteri dan cendawan.

Virus merupakan organisme yang non mobil dan masuk ke dalam sel tanaman melalui perantara serangga atau manusia.  Penyakit bakteri dapat menyebar luas melalui bagian tanaman yang terinfeksi dengan perantara serangga, atau dapat juga menyebar melalui perantara air hujan dan air irigasi. Penyakit cendawan menyerang tanaman dengan berbagai cara. Infeksi langsung dapat terjadi pada bahan tanam, baik terhadap benih maupun bibit. Infeksi tidak langsung biasanya terjadi melalui perantara angin (yang membawa terbang spora cendawan), air (air dalam tanah atau air irigasi dan percikan air hujan) serta partikel tanah yang terbawa oleh alat pengolah tanah

Mengingat bahwa pada beberapa penyakit menyebar begitu cepat dan sulitnya pemberantasan bila infeksi terjadi, maka tindakan yang paling tepat adalah mencegah terjadinya infeksi daripada membasmi penyakit yang telah menyerang tanaman. Bahan-bahan kimia pembunuh penyakit harganya mahal dan meninggalkan residu yang dapat merusak lingkungan. Penggunaan pestisida juga menyebabkan organisme pengganggu menjadi resisten, sehingga sulit diberantas dengan pestisida yang sama. Selain itu penggunaan pestisida dapat membunuh serangga dan organisme lain yang menguntungkan.

3.  Gulma

Gulma berpengaruh kepada tanaman melalui persaingannya terhadap cahaya, nutrisi dan air. Selain itu gulma juga merugikan karena mengganggu operasi alat-alat pertanian dan sebagai inang hama dan penyakit. Di lain pihak, gulma dapat saja menguntungkan karena dapat sebagai penahan erosi pada tanah miring dan bergelombang serta sebagai penyumbang bahan organic tanah pada tanah miskin. Namun demikian, secara keseluruhan gulma dapat dinyatakan sebagai organisme yang merugikan tanaman, baik dari segi kuantitas maupun kualitas. Cara mengendalikan gulma dapat dipilih dari beberapa cara pengendalian yang ada dengan mempertimbangkan efektivitas, efisiensi serta aman bagi manusia, hewan dan lingkungan. Cara pengendalian gulma tersebut adalah dengan pencabutan, rotasi tanaman, pengolahan tanah dan secara kimiawi.

FAKTOR INTRA DAN ANTAR SPESIES

Tanaman di lapang tidak tumbuh terpisah antar individu melainkan dalam populasi dengan jarak yang rapat. Pada awal pertumbuhan kompetisi belum terjadi karena masih cukup ruang untuk pertumbuhan tanaman, akan tetapi begitu tajuk tanaman atau perakaran saling bersentuhan dan overlapping, pada saat itulah terjadi kompetisi. Kompetisi dapat didefinisikan sebagai perebutan antara individu tanaman dalam populasi terhadap sumber daya yang dibutuhkan tanaman, dimana tingkat ketersediaan sumber daya tersebut berada di bawah tingkat kebutuhan total dari individu-individu dalam populasi.

Kompetisi dapat terjadi antara individu tanaman dalam spesies yang sama dan atau antar spesies. Kompetisi antar jenis tanaman dalam pola tanam campuran atau tumpang sari dan kompetisi antara tanaman dengan gulma termasuk kompetisi antar spesies, sedangkan kompetisi antar individu pada jenis atau spesies yang sama disebut kompetisi dalam spesies atau kompetisi intra spesies.

Kompetisi antar individu tanaman pada spesies yang sama dalam populasi biasanya terjadi karena adanya pengaturan jarak tanaman dan jumlah tanaman per lubang tanam untuk mendapatkan populasi optimum agar diperoleh hasil maksimum. Pada populasi optimum kompetisi bisa terjadi dan pertumbuhan serta hasil per individu tanaman berkurang karenanya, namun karena jumlah tanaman per hektar bertambah dengan meningkatnya populasi, maka hasil panen per hektar masih dapat meningkat. Namun bila jarak tanam terlalu rapat atau populasi terlalu tinggi, kompetisi antar individu tanaman akan berlangsung begitu kuat sehingga pertumbuhan dan hasil per tanaman akan sangat berkurang dan akibatnya hasil per hektar menurun. Sebaliknya, bila jarak tanam terlalu renggang atau populasi terlalu rendah maka hasil per hektar akan rendah karena penggunaan lahan tidak efisien, banyak ruang kosong diantara tajuk tanam.

Pada populasi yang sama, tingkat kompetisi dapat pula dikurangi dengan mengatur model jarak tanam (crop arrangement/crop rectangularity). Beberapa model jarak tanam yang dikenal adalah bujur sangkar, baris tunggal, baris rangkap dan model jarak tanam sama segala arah.