Faktor Eksternal yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan sangat dipengaruhi oleh lingkungan. Terdapat beberapa faktor lingkungan yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan, yaitu nutrisi, air, cahaya, suhu, kelembapan, dan gravitasi.

a. Nutrisi

Tumbuhan memerlukan setidaknya enam belas elemen penting. Karbon, hidrogen, oksigen, fosfor, potasium, nitrogen, sulfur, kalsium dan magnesium diperlukan dalam jumlah relatif banyak dan disebut makronutrien.

Zat besi, klor, tembaga, mangan, seng, boron, dan molybdenum diperlukan dalam jumlah sedikit dan disebut mikronutrien. Elemen-elemen penting didapat dari lingkungan dengan jumlah dan bentuk yang berbeda-beda.

Setelah diserap, zat-zat tersebut dapat menjadi bagian struktur tumbuhan dan berfungsi dalam metabolisme. Zat-zat tersebut juga dapat menjadi zat pemacu dan penghambat enzim serta memengaruhi tekanan osmosis sel. Berikut disajikan tabel unsur makro dan mikro bagi tumbuhan dan gejala kekurangan (defisiensi) unsur tersebut.

Semua unsur yang diperlukan oleh tumbuhan terkecuali karbon, didapatkan melalui akar. Absorpsi ini dibantu oleh luas penampang akar dan adanya ion-ion pada membran sel. Dengan adanya pengetahuan tentang unsur-unsur yang diperlukan tumbuhan, manusia mulai mengembangkan cara pemupukan, hidroponik dan kultur jaringan.

Hidroponik adalah cara pembudidayaan tanaman tanpa tanah. Sebagai penggantinya, tumbuhan ditanam pada air yang mengandung unsur-unsur yang diperlukannya. Selain air, penanaman hidroponik dapat juga dilakukan pada medium pasir dan kerikil.

Kultur jaringan merupakan teknik pengembangbiakan tanaman dalam medium bernutrisi dan dilakukan secara aseptik. Jaringan yang digunakan bermacam-macam, bahkan sel pun dapat digunakan. Hasil kultur jaringan berupa tanaman baru yang sifatnya sama dengan induknya dalam jumlah yang banyak.

b. Cahaya

Tumbuhan memerlukan cahaya sebagai syarat terjadinya fotosintesis. Tanpa fotosintesis, tumbuhan tidak dapat menyintesis makanannya. Hal ini berakibat terganggunya pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.

Bukti yang sangat jelas terlihat pada tumbuhan yang hidup di tempat gelap. Tumbuhan tersebut tumbuh cepat dengan batang yang lebih panjang, ramping, dan rapuh serta daun yang tidak lebar dan pucat. Pertumbuhan tumbuhan di tempat gelap ini disebut etiolasi.

Pada tumbuhan yang tumbuh di tempat terang, tumbuh lebih pendek, batang kokoh, dan daun hijau, lebar, serta lebih tebal. Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan terutama perbungaan juga dipengaruhi oleh lamanya pencahayaan.

Pada daerah dengan empat musim, lama siang hari dapat mencapai 16–20 jam sehingga dikenal tiga macam tumbuhan, yaitu tumbuhan berhari pendek, tumbuhan berhari panjang, dan tumbuhan berhari netral.

Respons tumbuhan terhadap lamanya pencahayaan ini disebut fotoperiodisme. Meskipun penelitian lebih lanjut menegaskan bahwa fotoperiodisme dipengaruhi lamanya gelap dan bukan lamanya penyinaran.

Akan tetapi istilah tumbuhan berdasarkan lamanya penyinaran masih tetap digunakan. Oleh karena itu, tumbuhan berhari pendek sebenarnya adalah tumbuhan bermalam panjang dan tumbuhan berhari panjang sebenarnya adalah tumbuhan bermalam pendek.

Perbungaan pada tumbuhan ini bergantung pada periode kritis gelap. Pada gambar terlihat bahwa tumbuhan berhari pendek tidak akan berbunga jika periode gelapnya tidak melebihi 10 jam gelap. Apa yang terjadi jika periode gelapnya terganggu cahaya?

Pada tumbuhan berhari panjang, tumbuhan akan berbunga jika lama gelap lebih pendek daripada periode kritis gelap (kurang dari 10 jam). Periode kritis ini berbeda-beda pada setiap spesies. Para petani menggunakan pengetahuan ini untuk memanen bunga di luar musimnya.

Tumbuhan berhari pendek contohnya dahlia (Dahlia sp.), stroberi (Fragaria vesca), krisan (Chrisantemum sp.), dan aster (Aster novae-angliae). Adapun tumbuhan berhari panjang contohnya kentang (Solanum tuberosum) dan gandum (Avena sativa).

Tumbuhan berhari netral masa perbungaannya tidak bergantung lamanya pemaparan cahaya. Contoh tumbuhan ini yaitu bunga matahari (Helianthus annus), dan mawar (Rosa hibrida). Setelah penemuan fotoperiodisme pada tumbuhan, para ilmuwan berusaha menjawab pertanyaan baru bagaimana tumbuhan mengetahui fotoperiodisme.

Pada tumbuhan terdapat pigmen yang dapat menangkap cahaya, yaitu fitokrom. Fitokrom ini akan berubah bentuk pada malam dan siang hari karena penyerapan cahaya spektrum merah dan infra merah. Arah cahaya juga dapat memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Hal ini berhubungan dengan hormon auksin dan telah Anda pelajari sebelumnya.

c. Suhu

Suhu memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Karena suhu berpengaruh terhadap laju metabolisme, fotosintesis, respirasi, dan transpirasi tumbuhan. Suhu tinggi merusakkan enzim sehingga metabolisme tidak berjalan baik.

Suhu rendah pun menyebabkan enzim tidak aktif dan metabolisme terhenti. Oleh karena itu, tumbuhan memiliki suhu optimum antara 10–38°C. Adapun tumbuhan tidak akan bertahan pada suhu di bawah 0°C dan di atas 40°C.

d. Gravitasi

Akar tumbuhan selalu tumbuh mengarah ke bawah. Peristiwa ini disebut gravitropisme. Proses ini dipengaruhi oleh kalsium dan IAA. Hal ini menyebabkan batang tumbuh ke atas dan akar tumbuh ke bawah. IAA pada batang menyebabkan pemanjangan batang, sedangkan pada akar akan menghambat pertumbuhan akar. Gravitropisme penting bagi tumbuhan karena: