pengaruh suhu terhadap - E
advertisement
Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 1 PENGARUH SUHU TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI TANAMAN Dalam perkembangan dan pertumbuhan tanaman salah satu faktor ekologi yang sangat mempengaruhi adalah faktor suhu. Faktor tersebut mudah diukur dan seringkali membatasi pertumbuhan dan distribusi tanaman. Suhu merupakan aspek intensitas dari energi panas. Aspek kapasitas panas energi juga penting tetapi suhu atau aspek intensitas energi pengaruhnya lebih langsung. A. Aspek fisik Pengertian Suhu mencakup 2 aspek : Derajat Insolasi Insolasi menunjukan energi panas dari matahari dengan satuan gram kalori/cm2/jam Satu gram kalori adalah sejumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikan suhu 1 gram air sebesar 10C Jumlah insolasi atau suhu suatu daerah tergantung kepada : (a) Latitude(letak Lintang) suatu daerah Pada daerah katulistiwa insolasi lebih besar dan sedikit variasi dibanding dengan sub tropis dan daerah sedang. Jadi, insolasi semakin kecil dengan bertambahnya latitude karena sudut jatuh radiasi matahari makin besar atau jarak antara permukaan bumi makin jauh. (b) Altitude (tinggi tempat dari permukaan laut) Semakin tinggi Altitude insolasi makin rendah. Setiap naik 1000 kaki suhu turun 30F (c) Musim Berpengaruh terhadap insolasi kaitannya dengan kelembaban udara dan keadaan awan (d) Angin Berpengaruh terhadap insolasi kaitannya bila angin membawa uap panas 1. Radiasi kalor Hampir seluruh energi kalor (panas ) di bumi berasal dari matahari. Energi itu terdiri atas energi radiasi yang tersusun dari bermacam-macam panjang gelombang elektromaknetik . panjang gelombang elektromaknetik yang di pancarkan matahari berbanding terbalik dengan frekuensinya: Di mana 1 f λ adalah panjang elektromegnetik f adalah frekuensi gelombang elektromagnetik Energi radiasi yang berasal dari matahari sampai ke bumi disebut dengan incoming solar radiation ( insolasi). Insolasi terdiri dari gelombang pendek dan gelombang panjang . Spektrum gelombang elektromagnetik (matahari ) yang terdiri dari gelombang pendek ( kecil dari 400 mu) disebut dengan sinar ultra ungu . sedangkan gelombang yang panjang Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 2 gelombangnya lebih dari 760 mu disebut dengan sinar inframerah. Ultra-ungu mempunyai efek foto kimia dan inframerah mempunyai efek fotokimia dan infra merah mempunyai efek fotothermal tertentu. Sudut pandang sinar matahari tergantung pada latitude, musim dan kemiringan (slope) . Sudut sinar matahari yang vertikal memberikan isolasi yang lebih besar bila dibandingkan dengan sudut sinar yang datangnya miring (obligue) . Intensitas isolasi terbesar pada saat tengah hari, karena sudut datang sinar hampir vertikal, dan intensitas insolasi yang terkecil terjadi pada pagi dan sore, karena sudut datang lebih miring dibandingkan dengan tengah hari. Sebaran insolasi dipermukaan bumi bervariasi munurut latitude. Insolasi tahunan terbesar di equator dan menurut sedikit demi sedikit ke arah kutub. Di daerah katulistiwa (equator) jumlah insolasi yang diterima selama satu tahun hampir empat kali lipat lebih besar dari kutub. Variasi insolasi yang diterima bumi juga disebabkan oleh : 1. Faktor Musim Energi matahari yang lebih lemah dimusim dingin daripada musim panas. Pada musim dingin sinar matahari harus menembus lapisan atmosfer yang lebih tebal . Hal ini juga berkaitan dengan sudut datang sinar. Pada sudut sinar datang 90 atmosfer manahan 22 % energi radiasi dan 99 % untuk sinar datang 5. berkurangnya panas ke arah kutub pada musim panas dapat diatasi oleh pertambahan panjang hari ( lamanya penyinaran) . matahari bersinar lebih lama berarti energi yang diterima lebih besar . 2. Faktor sudut datang dan kemiringan yang dikontrol oleh latitude 3. Faktor kecerahan atmosfir. Atmosfer yang mengandung banyak debu, uap ,air , gas-gas tertentu dan awan mengakibatkan energi matahari terhalang mencapai.permukaan bumi, sehingga insolasi kecil. Didaerah tropik lapisan pemantul dan penghambur lebih tipis dibandingkan dengan daerah sedang , namun pengaruh ini juga berfluktuasi sesuai dengan musim atau panjang hari. 4. Faktor yang dominan besarnya insolasi ditentukan oleh energi yang dihasilkan oleh matahari itu sendiri dan jaraknya dengan bumi. Matahari diperkirakan mengeluarkan energi setiap tahun sebesar 1- 3 x 10 kalori. Dari angka itu permukaan bumi menerima sebesar 2 gram kalori setiap luasan 1 cm dan setiap menit. Angka ini disebut dengan konstante matahari. Di samping itu besarnya energi matahari yang sampai kepermukaan bumi ditetukan pula oleh jarak matahari dengan bumi. Selama revolusi bumi ( bumi beredar mengelilingi matahari pada orbit nya) bumi membuat jarak yang berbeda setiap waktu dengan matahari, karena bentuk orbit bumi adalah seperti ellips. Matahari terletak pada salah satu titik fokusnya. Jarak yang terjauh dicapai bumi disebut dengan aphellium pada Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 3 tanggal 1 juli dengan jarak kira-kira 1,52 x 10 km. Jarak terdekat disebut dengan perihellium , kira-kira 1,49 x 10km. 2. Transfer panas Pemindahan panas dari suatu benda ke benda lain dapat berlangsung dengan cara konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi Konduksi merupakan cara perambatan panas dari satu molekul ke molekul lainnya atau dari satu benda ke benda lainnya. Konduksi berlangsung sebagai akibat bersentuhan antara benda yang suhunya tinggi dengan benda yang suhunya rendah atau dari molekul-ke molekul lain yang berbeda suhunya. Konveksi Konveksi adalah transfer panas dengan cara aliran. Konveksi berlangsung sebagai akibat berkurangnya massa jenis suatu zat bila dipanaskan. Konveksi lebih umum terjadi pada zat cair dan gas. Massa benda yang dipanaskan akan memuai sehingga massa jenisnya turun dan akan mengalir ke atas benda yang massa jenisnya lebih besar.transfer panas di atmosfir pada umunya berlangsung dengan konveksi . lapisan udara sebelah bawah yang dipanasi oleh radiasi dan konduksi akan mengembang, berkurang kepadatannya, naik dan diganti oleh udara yang lebih padat dan berat. Massa udara yang turun dan berat. Massa udara yang turun dan berat itu menerima panas lagi dari radiasi dan konduksi seperti semula. Begitulah seterusnya sehingga lapisan atmosfer memperoleh panas yang hampir merata di lapisan dekat permukaan bumi. Radiasi Radiasi adalah transfer panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Proses rambatannya telah dibicarakan sebelumnya. Dari seluruh radiasi energi matahari yang dipancarkan oleh matahari, hanya kira-kira 7 % yang dapat ditangkap oleh tanaman. Selebihnya dipantulkan kembali ke atmosfir melalui penguapan , refleksi dan lain-lain. Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 4 Ke tiga model transfer panas itu akan mempengaruhi suhu udara dan tanah serta suhu air permukaan bumi. Hubungan antara suhu udara dan insolasi sering tidak kentara , karena disebabkan oleh awan dan partikel-partikel yang terdapat di atmosfir yang mengahlangi radiasi yang di terima atau sama sekali hilang di angkasa. Fluktuasi suhu harian dan insolasi dipengaruhi oleh kapasitas panas udara dan permukaan tanah serta variasi sudut penyinaran matahari selama satu hari. Hubungan antara suhu udara haruan dan insolasi harian dapat dilihat pada gambar 1. Setiap kenaikan 100 meter dari permukaan laut di daerah tropik suhu turun kira-kira 0,6 c sampai pada ketinggian 1,5 km ( Lockwood, 1974 dalam Monteith, 1977) pada ketinggian yang sama di equator perbedaan suhu udara antara 20 c dan 30 C . setiap bulan dalam setahun. Sedangkan di daerah savana perbedaan panas dan dingin tercatat hanya kira –kira 7 c . suhu udara dapat mempengaruhi iklim mikro tanaman. Pada prinsipnya suhu yang dibutuhkan oleh organ tanaman diekspos dari matahari dan digunakan untuk beberapa proses. B. ASPEK FISIOLOGIS Kisaran suhu di alam antara -273ºC sampai berjuta-juta ºC (di pusat matahari). Untuk pertumbuhan tanaman diperlukan suhu antara 15-40ºC. Dibawah suhu 15ºC atau diatas 40ºC pertumbuhan tanaman menurun secara drastis. Suhu akan mengaktifkan proses fisik dan proses kimia pada tanaman. Energi panas dapat menggiatkan reaksi-reaksi biokimia pada tanaman atau reaksi fisiologis dikontrol oleh selang suhu tertentu. Suhu meningkatkan perkembangan tanaman sampai batas tertentu. Hubungan suhu dengan pertumbuhan tanaman menunjukkan hubungan yang linear sampai batas tertentu, setelah tercapai titik maksimum (puncak) hubungan kedua variabel itu menunjukkan hubungan parabolik. Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 5 Pada Tahap A-B -merupakan tahap pertumbuhan yang sangat cepat. -Suhu meningkatkan laju pertumbuhan membentuk garis lurus (linear) dimana kurvanya merupakan fungsi eksponensial dengan suhu. -Pada tahap ini energi panas dapat mengaktifkan seluruh sistem (perangkat) pertumbuhan. Sehingga efisiensi penggunaan energi panas oleh tanaman adalah besar. Energi panas yang terbuang percuma berada pada jumlah yang kecil, atau energi panas yang tertangkap molekul dapat meningkatkan gerakan-gerakan molekul dalam jaringan tanaman. Pada tahap B-C -kecepatan pertumbuhan tanaman menurun, sehingga rata-rata fluktuasi pertumbuhan dapat membentuk garis mendatar. -Fluktuasi kecepatan pertumbuhan pada tahap ini sering disebabkan oleh faktorfaktor tumbuh lainnya diluar suhu seperti air, cahaya, ketersediaan oksigen dan karbondioksida serta unsur hara kadang-kadang menjadi faktor pembatas, tetapi masih dapat ditolerir oleh tanaman. -Titik B merupakan titik kritis dimana ketersediaan faktor tumbuh diluar suhu memegang peranan penting. Kondisi sedikit saja dibawah optimum dapat menjadi faktor pembatas (limiting factor). Tahap C-D : -merupakan tahap pertumbuhan menurun, dimana energi panas tidak lagi dapat meningkatkan laju pertumbuhan. -Pada tahap ini penurunan kecepatan pertumbuhan sebanding dengan kenaikan suhu. -Dibandingkan dengan tahap A-B, garis proyeksi a-b selalu lebih besar daripada garis proyeksi c-d. Hal ini berarti bahwa percepatan pertumbuhan pada tahap C-D. Kondisi ini dapat diartikan bahwa kenaikan suhu sebanding dengan penurunan aktivitas enzim pertumbuhan dan sebanding pula dengan kerusakan protein, sebagai bahan baku enzim. -Dapat diketahui bahwa panas dapat meningkatkan energi kinetik dari molekul-molekul tanaman yang membuat laju reaksi biokimia meningkat sampai batas tertentu dan panas yang terlalu tinggi tidak lagi menguntungkan pada tanaman. Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 6 THERMAL UNIT (REMAINDER INDEX) Hubungan suhu dengan pertumbuhan tanaman dijelaskan dalam suatu metode ”remainder index” atau heat unit, yaitu suatu metode pendekatan antara agronomi dan klimatologi. Teknik ini menurut Newman dan Blair, 1969, Yahya, 1988, melihat hubungan antara laju pertumbuhan dan perkembangan tanaman dengan akumulasi suhu rata-rata harian diatas suhu baku (dasar) suhu dasar bervariasi menurut jenis tanaman. RI = (T mak T min) T Baku 2 Dimana : RI = Reminder Index T mak = suhu maksimum harian T min = suhu minimum harian T baku = suhu baku (vital) Suhu baku suatu tanaman diukur dalam percobaan terkontrol dalam growth chamber. Suhu baku adalah titik suhu yang menunjukkan tidak terjadinya proses fisiologis tanaman. Suhu baku bervariasi pada setiap tanaman dan pada setiap proses perkembangan. Contoh suhu baku untuk tanaman kentang 7,2ºC, jagung 10ºC, kedele 7,8ºC dan kapas 16,6ºC. Penggunaan praktis Reminder Index adalah untuk menentukan kebutuhan panas reaksireaksi fisiologis dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman mulai dari tanam sampai panen. Perhitungan heat unit (satuan panas) atau remainder index yang cermat dapat menentukan saat tercapai suatu tahap perkembangan tanaman tertentu, misalnya pembungaan, masak fisiologis atau panen yang lebih akurat. Pertumbuhan dan perkembangan tanaman memerlukan sejumlah panas, hal ini dikenal sebagai heat unit. Sejumlah suhu di atas batas aktivitas vital merupakan dasar dari sistim heat unit. Jumlah satuan panas (heat unit) dalam satu hari diperoleh dari pengurangan suhu aktual dengan suhu dasar pada hari itu. Kebutuhan satuan panas (heat unit) tanaman dapat dihitung dari awal penanaman sampai panen. Sistim ini disebut juga sebagai “remainder index system”. Nilai-nilai dinyatakan dalam “day degrees” atau “degrees day” atau heat unit atau thermal unit Kegunaan sistim heat unit yaitu : 1. Mengemukakan adanya perbedaan lamanya masa pertumbuhan bagi setiap varietas 2. Menentukan panen 3. Melindungi panen dan mengurangi masa tidak aktif 4. Membantu meramalkan kebutuhan pekerja untuk pelaksanaan pabrik Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 7 5. Menolong pemanenan dan biaya produksi 6. Membantu dalam mengontrol kualitas Hal yang membatasi penggunaan sistim heat unit antara lain yaitu : 1. Kesuburan tanah dimana faktor tersebut mempengaruhi kematangan, sebagai contoh kematangan dipercepat pada tanah yang mengandung P sedang pada tanah banyak mengandung N memperlambat kematangan 2. Tipe tanah sandy soil akan cepat panas, sedang heavy soil lambat 3. Topografi, lereng dan drainase juga penting karena mempengaruhi keadaan kelembaban suhu 4. Altitude dan latitude mempengaruhi heat unit 5. Frost dan rusak akibat kekeringan tidak diperhitungkan dalam sistim ini 6. Angin, hujan es, taufan, insektisida dan penyakit sangat mempengaruhi hilai heat unit terhadap tanaman 7. Intensitas cahaya matahari diukur dalam gram kalori per cm2 lebih dari akumulasi suhu Masalah pada head unit Kelemahan lain dari sistim penjumlahan suhu ini adanya faktor pertumbuhan dan perkembangan tanaman tidak langsung dipengaruhi oleh suhu. Sistim ini tidak mempertimbangkan efek suhu siang dan malam dan selang suhu Masalah yang timbul dengan penerapan reminder index adalah tidak diperhitungkannya pengaruh merusak atau merugikan akan suhu ekstrim selama pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Suhu ekstrim (tinggi atau rendah) diluar suhu kardinal selama pertumbuhan dan perkembangan tanaman selalu ada dan pengaruhnya terdapat proses fisiologis tanaman sulit untuk dideteksi, karena banyak aspek. Pengaruh suhu ekstrim dapat menyebabkan kesalahan-kesalahan dalam menetapkan tercapainya suatu fase pertumbuhan atau perkembangan tanaman. Berdasarkan kenyataan diatas lahir ide untuk menyusun suatu metode yang bermaksud untuk memperhitungkan pengaruh-pengaruh merusak akibat suhu ekstrim. Metode ini dikenal dengan index fisiologis. Hubungan physiological index dan remainder index dapat dilihat pada gambar. Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 8 Pengaruh Suhu Minimum terhadap Tanaman - Pada suhu rendah (minimum) pertumbuhan tanaman menjadi lambat bahkan terhenti, karena kegiatan enzimatis dikendalikan oleh suhu. - Suhu tanah yang rendah akan berakibat absorpsi air dan unsur hara terganggu, karena transpirasi meningkat. Apabila kekurangan air ini terus menerus tanaman akan rusak. Hubungan suhu tanah yang rendah dengan dehidrasi dalam jaringan tanaman adalah apabila suhu tanaman rendah viskositas air naik dalam membran sel, sehingga aktivitas fisiologis selsel akar menurun. - Suhu tanah yang rendah akan berpengaruh langsung terhadap populasi mikroba tanah. Laju pertumbuhan populasi mikroba menurun dengan menurunnya suhu sampai di suhu 0ºC, sehingga banyak proses penguraian bahan organik dan mineral esensial dalam tanah yang terhalang. Aktivitas nitrobakteria menurun dengan menurunnya suhu, sehingga proses nitrifikasi berkurang. - Pada tanaman tropik memperlihatkan pertumbuhan yang terhambat pada suhu 20ºC laju pertumbuhan menurun dengan pesat menjelang suhu 10ºC dan mati setelah suhu turun terus dibawah 10ºC. - Pada umumnya respirasi menurun dengan menurunnya suhu dan menjadi cepat bila suhu naik. Pada suhu yang amat rendah respirasi terhenti dan biasanya diikuti pula terhentinya fotosintesa. Kondisi ini dapat diartikan tercapainya suhu vital. Suhu vital berada sedikit diatas titik beku. - Suhu rendah pada kebanyakan tanaman mengakibatkan rusaknya batang, daun muda, tunas bunga dan buah. Besarnya kerusakan orang atau jaringan tanaman akibat suhu rendah tergantung pada, keadaan air, keadaan unsur hara, morfologis dan kondisi fisiologis tanaman. Tanaman yang tumbuh didaerah yang berkecukupan air lebih sensitif daripada tanaman yang biasa hidup dilingkungan kering terutama pengaruh frost. Tanaman yang jaringannya kaya unsur kalium biasa lebih tahan terhadap suhu rendah, tetapi jaringan yang banyak mengandung nitrogen pada umumnya lebih rapuh. Lapisan gabus dan lilin pada organ tanaman dapat menaruh pengaruh buruk yang disebabkan oleh suhu rendah. Keadaan ini sangat tergantung pada kondisi fisiologis tanaman. Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 9 Pengaruh Suhu Optimum terhadap Tanaman - Laju pertumbuhan tanaman berjalan pada kecepatan maksimum bila suhu berada pada kondisi optimum, kalau faktor-faktor lain tidak menjadi pembatas. - Dalam selang suhu minimum ke optimum, kecepatan pertumbuhan berbeda tidak nyata kalau waktu cukup lama, tetapi kecepatan pertumbuhan bertambah tinggi bila semakin dekat dengan suhu optimum. - Pada jarak suhu optimum ke suhu maksimum, kecepatan pertumbuhan pada umumnya menurun, kecuali pada jenis tanaman tertentu pertumbuhan berlangsung cepat. Pada suhu optimum, dan tanaman tidadk stress air suhu daun mengikuti suhu udara dan suhu akar akan mengikuti suhu tanah. - Urutan pengaruh suhu terhadap fungsi tanaman adalah sebagai berikut : Pertumbuhan, Pembelahan sel, Fotosintesa, Respirasi. - Panas memberikan energi untuk beberapa fungsi tanaman agar tanaman dapat melaksanakan proses-proses fisiologisnya. - Suhu juga mempengaruhi produk sintesa dan metabolisme tanaman. Pada suhu rendah tanaman terangsang untuk membentuk polisakarida lebih banyak karena respirasi menurun. Hal ini tentu berkaitan dengan kegiatan fotosintesa sebelumnya. Laju akumulasi karbohidrat akan lebih cepat bila suhu semakin menurun menjelang panen. - Tanaman di daerah sedang, suhu optimum untuk fotosintesa lebih rendah dibandingkan dengan suhu optimum untuk respirasi. Pernyataan ini akan menjawab kenapa tanaman penghasil karbohidrat memberikan hasil yang lebih tinggi (seperti jagung, kentang) didaerah beriklim sedang dibandingkan dengan hasil tanaman yang dicapai oleh tanaman yang sama ditanam pada daerah yang lebih panas. - Pada tahap perkecambahan, selain untuk pertumbuhan energi juga dibutuhakn untuk menembus kulit biji. - Kebutuhan energi pada tahap pembungaan ditujukan untuk pertumbuhan vegetatif dan digunakan untuk membetuk sel-sel gamet. Kebutuhan energi yang besar ini dibuktikan suhu optimum untuk tahap perkecambahan dan pembungaan lebih besar dari pada suhu optimum untuk tahap lainnya dalam siklus hidup tanaman. Kalau kebutuhan energi panas tidak terpenuhi tanaman tida dapat berkecambah atau berbunga. - Dalam siklus hidup tanaman kedua tahap ini merupakan fase kritis, fase dimana permintaan tanaman akan suhu dan faktor tumbuh lainnya adalah besar. Tanaman akan muncul lebih cepat ke permukaan tanamah, kalau suhu tanah mendekati optimum (21 ºC). (Shaw, 1955). Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 10 Pengaruh Suhu Maksimum terhadap Tanaman - Jaringan tanaman akan mati apabila suhu mencapai 45ºC sampai 55 ºC selama 2 jam. - Tanaman yang kadar karbohidrat tinggi lebih tahan terhadap suhu ekstrem tinggi, karena denaturasi karbohidrat lebih tahan dibandingkan protein. Denaturasi portein terjadi pada suhu 45 ºC, sedangkan karbohidrat baru rusak pada suhu diatas 55 ºC, bahkan ada yang sampai 85 ºC. - Laju respirasi dipengaruhi oleh suhu, respirasi rendah bahkan terhenti pada suhu 0ºC dan maksimal pada suhu 30 ºC-40 ºC. Respon respirasi terhadap suhu tidak sama pada jenis tanaman dan pada setiap tahap perkembangan tanaman. Pada tanaman tropis respirasi maksimal terjadi pada suhu 40 ºC dan tanaman daerah sedang respirasi maksimal 30 ºC. Suhu tinggi (diatas optimum) akan merusak tanaman dengan mengacau arus respirasi dan absorpsi air. Bila suhu udara meningkat, laju transpirasi meningkat, karena penurunan defisit tekanan uap dari daya yang hangat dan suhu daun tinggi, yang mengakibatkan peningkatan tekanan uap air padanya. Kelayuan akan terjadi bila laju absorpsi air terbatas karena kurangnya air atau kerusakan sistem vaskuler atau sistem perakaran. Tingkat kerusakan akibat suhu tinggi, lebih besar pada jaringan yang lebih muda, karena terjadi denaturasi protoplasma oleh dehidrasi. - Pada saat pembentukan sel generatif, suhu tinggi mengakibatkan rusaknya sistem pembelahan mitosis yang berlangsung dengan cytokinesis. Hal ini terlihat adanya kegagalan pembentukan biji, akrena pollengrain yang terbentuk steril. - Pada suhu 45 ºC akan mengganggu aktivitas enzim, diantaranya enzim proteinase dan pepidase. Enzim proteinase berfungsi uantuk merombak protein menjadi lipids. Sedangkan enzim peptidase merombak peptids menjadi asam amino. Oleh karena itu tidak berkecambahnya biji (terutama kedele dan jagung) pada suhu tinggi karena kegagalan metabolisme biji yang disebabkan oleh kekurangan bahan dasar, yakni asam amino. - Translokasi asimilat terjadi dengan adanya molekul atau ion melintasi membran dari daun ke jaringan yang merismatik. Pada suhu tinggi translokasi asimilat terhalang karena terjadinya dehidrasi, karena respirasi meningkat. Hal ini pula sebabnya suhu tinggi terjadinya gangguan pertumbuhan pada jaringan merismatik akibat asimilat sebagai bahan dasar tida dapat mencapai jaringan tersebut. - Pada Suhu yang terlalu tinggi dan datangnya tiba-tiba akan menyebabkan terjadinya perubahan genetis dalam sel atau disebut juga mutasi. Mutasi gene dapat terjadi akibat suhu tinggi yang datangnya tiba-tiba. Suhu tinggi yang datangnya tiba-tiba mempunyai daya tembus yang sangat kuat sehingga dapat mencapai bahan genetis dalam inti sel, akibatnya terjadi perubahan pasangan alel-alel dalam kromosom. Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 11 Mulsa Mulsa juga sering digunakan pada budidaya sayuran. Pemberian mulsa dimaksudkan untuk memperkecil kompetisi tanaman dengan gulma, menekan pertumbuhan gulma,mengurangi penguapan, mencegah erosi, serta mempertahankan struktur, suhu dan kelembapan tanah (Harist 2000). Dalam usaha konservasi air pemberian mulsa bertujuan untuk menghambat penguapan air, sehingga sampai batas waktu tertentu, tanaman akan mampu menyerap air dari dalam tanah. Penghambatan penguapan air oleh pemulsaan dipengaruhi oleh tingkat penutupan permukaan tanah, bukan oleh tebalnya mulsa. Penutupan mulsa rumput guatemala lebih efektif dibanding oleh alang-alang. Mulsa disamping berfungsi sebagai pelestari lengas tanah, dalam jangka panjang juga akan meningkatkan kadar bahan organik tanah dan daya sangganya terhadap air. Berdasarkan bahan dan cara pembuatan, mulsa dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu mulsa organik, mulsa anorganik, dan mulsa sintetis. Mulsa organik berasal dari bahan sisa pertanian seperti jerami dan daun-daunan. Mulsa anorganik berasal dari bahan batu-batuan dalam berbagai bentuk dan ukuran seperti batu kerikil, dan mulsa kimia sintetis berasal dari bahan plastik seperti mulsa plastik hitam perak (Harist 2000). Mulsa jerami dapat dimanfaatkan untuk tiap jenis tanah dan tanaman. Karena sifatnya yang mudah lapuk, mulsa jerami banyak diaplikasikan pada tanah yang telah dieksploitasi berat agar kesuburan tanah pada jangka waktu tertentu dapat dikembalikan melalui pelapukan mulsa jerami tersebut. Dewasa ini mulsa plastik hitam perak telah diterapkan secara luas, karena warna perak dapat memantulkan cahaya matahari sehingga energi cahaya matahari yang diterima oleh tanaman lebih besar (Harist 2000). Energi matahari yang diterima tanaman akan mempengaruhi aktivitas fotosintesis; makin besar energi yang diterima tanaman makin tinggi aktivitas fotosintesisnya. Mulsa yang menutupi permukaan tanah menyebabkan cahaya matahari tidak dapat langsung mencapai tanah, sehingga temperaturnya lebih rendah dari tanah terbuka. Pada malam hari mulsa dapat mencegah pelepasan panas shingga temperatur minimum lebih tinggi. Kedua peristiwa ini menyebabkan menurunnya fluktuasi temperatur tanah harian. Aplikasi penggunan Mulsa : -Pada perlakuan mulsa jerami, bedengan ditutup dengan jerami kering setebal 2-3 cm. -Pada perlakuan mulsa plastik hitam perak, plastik dihamparkan di atas bedengan dan setiap ujung dan sisinya diberi patok (penjepit) agar kuat dan tidak begeser dari tempatnya. Mulsa dilubangi dengan menggunakan kaleng bekas susu kental manis. Bagian atas tutup kaleng dibuka dan diikat dengan kawat, kemudian kaleng diisi arang yang membara. Bagian bawah kaleng ditempelkan pada plastik mulsa sehingga terbentuk lubang bulat sebesar lingkaran kaleng tersebut. Jumlah dan Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 12 tempat lubang disesuaikan dengan jarak tanam atau lubang tanam. Bedengan yang telah ditutup mulsa didiamkan selama satu minggu sebelum tanam. Pengaruh pada pertumbuhan tanaman: Dengan meningkatnya kadar air didalam tanah absrobsi dan transportasi unsur hara maupun air dalam tanah akan lebih baik sehingga pertumbuhan tanaman akan lebih baik . Naungan Pada tanaman nursery memerlukan perlindungan dari pengaruh lingkungan yang ekstrim hingga cukup kuat untuk menahannya. Naungan menurunkan kehilangan air dalam tanah (evaporasi) dan kehilangan air melalui daun (transpirasi). Juga menurunkan temperatur tanaman dan substrat. Jumlah naungan yang dibutuhkan berubah selama perkembangan tanaman. Praktek nursery yanng baik adalah menurunkan naungan selama pertumbuhan tanaman Aturan naungan Selama germinasi, umumnya tanaman memerlukan naungan 40 – 50 %, beberapa spesies memerlukan lebih atau kurang dari jumlah tersebut. Dengan meningkatnya umur tanaman, naungan seharusnya diturunkan dan untuk 2 bulan terakhir sebelum tanaman dipindah ke lapang, harus disinari matahari penuh untuk membantu penyesuaian terhadap lingkungan. Praktek nursery yang baik adalah mengatur jumlah naungan dan air bersama-sama. Bila tanaman dengan sinar matahari penuh, memerlukan lebih banyak air. Karakteristik tanaman yang terlalu banyak naungan : - Pertumbuhannya terhambat dan lambat atau tinggi dan berkulit dengan batang lunak dan tidak dapat berkayu - Daun hijau tua atau sangat gelap, kuning - Mudah terserang penyakit atau serangga - Mudah terbakar matahari bila dipindah kelapangan Jenis naungan Naungan alami dari pohon sering lebih disukai oleh manager nursery karena termurah dan termudah untuk dikelola. Selain memberikan kondisi kenyamanan kerja dalam nursery, sering memberikan terlalu banyak naungan. Pohon naungan seharusnya tidak menutup seluruh area, matahari harus juga menetrasi sepanjang hari. Praktek nursery yang baik adalah memotong cabangcabang tanaman naungan yang tumbuh kembali (pollard) untuk memungkinkan sinar masuk. Gliricidia sepium atau Erythrina poeppigiana, sering digunakan sebagai pagar hidup merupakan contoh dari pohon yang sangat pollard karena cabang tumbuh kembali secara cepat. Pohon Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 13 naungan alami harus mempertahankan daunnya dalam musim kering (tahan kekeringan) dan kemudian kehilangan daunnya dimusim penghujan. Hal ini akan memberikan perlindungan selama panas, bulan kering tetapi memungkinkan sinar matahari masuk (penetrasi) selama dingin, bulan basah. Sayangnya hal ini umumnya berlawanan dengan siklus pertumbuhan normal untuk kebanyakan pohon. Satu ketidak untungan dari pohon naungan alami dekat perakaran terbuka atau alas germinasi adalah bahwa perakarannya dapat berkompetisi dengan benih untuk air dan hara, khususnya saat pertumbuhan dekat atau dalam alas. Pohon berkembang lebih besar dan sistim perakaran lebih efisien dan akan mengambil air dan hara jauh dari benih dalam arti penambahan air dan pupuk perlu diterapkan pada tanaman nursery. Bahan yang dapat digunakan untuk penyediaan naungan termasuk daun palem, bambu, shade cloth dan rumput yang dapat dianyam menjadi tikar. Tikar harus memungkinkan air hujan dan cahaya lewat dapat menembusnya. Jika tikar tidak datar, air hujan dapat terkumpul dibeberapa titik dan jatuh berlebihan menimpa benih, menyebabkan kerusakan. Jika overlapp (tumpang tindih), beberapa area mungkin terlalu gelap. Praktek nursery yang baik adalah memperbaiki , menyesuaikan, dan menempatkan kembali bahan naungan pada saat tertentu untuk mencegah kerusakan tanaman. Naungan plastik tersedia dalam grade yang berbeda yang membatasi dari 30-95% sinar matahari. Pada umumnya digunakan naungan penyaring 50% sinar matahari. Naungan • Merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi intensitas cahaya yang terlalu tinggi. • Pemberian naungan dilakukan pada budidaya tanaman yang umumnya termasuk kelompok C3 maupun dalam fase pembibitan • Pada fase bibit, semua jenis tanaman tidak tahan IC penuh, butuh 30-40%, diatasi dengan naungan • Pada tanaman kelompok C3, naungan tidak hanya diperlukan pada fase bibit saja, tetapi sepanjang siklus hidup tanaman • Meskipun dengan semakin dewasa umur tanaman, intensitas naungan semakin dikurangi • Naungan selain diperlukan untuk mengurangi intensitas cahaya yang sampai ke tanaman pokok, juga dimanfaatkan sebagai salah satu metode pengendalian gulma • Di bawah penaung, bersih dari gulma terutama rumputan • Semakin jauh dari penaung, gulma mulai tumbuh semakin cepat • Titik kompensasi gulma rumputan dapat ditentukan sama dengan IC pada batas mulai ada pertumbuhan gulma • Tumbuhan tumbuh ditempat dg IC lebih tinggi dari titik kompensasi (sebelum tercapai titik jenuh), hasil fotosintesis cukup untuk respirasi dan sisanya untuk pertumbuhan Dampak pemberian naungan terhadap iklim mikro • • • Mengurangi IC di sekitar sebesar 30-40% Mengurangi aliran udara disekitar tajuk Kelembaban udara disekitar tajuk lebih stabil (60-70%) Ekologi Tanaman • • F.Deru Dewanti 14 Mengurangi laju evapotranspirasi Terjadi keseimbangan antara ketersediaan air dengan tingkat transpirasi tanaman Hasil penelitian pada tembakau Dampak pemberian naungan pada pertanaman tembakau : • Laju transpirasi tanaman tembakau menurun sebesar 45,6% • Evapotranspirasi tanah menurun sebesar 60% • Kadar air daun meningkat • Total luas daun tembakau meningkat 40% Pada Tanaman muda • Memerlukan intensitas cahaya relatif rendah • IC terlalu rendah aktifitas fotosintesis menurun, suplai KH dan auxin untuk pertumbuhan akar menurun, bibit yang kekurangan IC memiliki perakaran yang tidak berkembang • IC terlalu tinggi : fotooksidasi meningkat, suhu tinggi, kelembaban rendah, kematian daun (daun terbakar) • Penelitian pada penyetekan kakao: stek kakao mampu berakar dengan baik kalau mendapatkan intensitas cahaya 20% lebih rendah dari IC penuh (stek kakao diberi naungan dengan intensitas sedang) • Penelitian pada pembibitan karet: bibit karet mampu berakar dengan baik kalau mendapatkan IC 50% • Penelitian pada penyetekan vanili: bibit vanili mampu berakar dengan baik kalau mendapatkan IC 30%-50% • Naungan dapat menghindari fluktuasi temperatur yang tinggi dan kadar air tanah • Naungan dapat digunakan sebagai saranan konservasi tanah, karena meningkatkan jumlah pori penyedia air tanah (melalui pengaturan temperatur dan evaporasi) • Besar kecilnya fotosintesis tergantung pada temperatur, suplai air, unsur-unsur hara, sifat morfologis tanaman. Puncak fotosintesis terkait dengan besarnya sinar dan temperatur Kekurangan Air Diatasi dengang naungan • Naungan mengurangi volume kecepatan aliran permukaan dan meningkatkan air tersedia bagi tanaman Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 15 GLOBAL WARMING (pemanasan global) dan EFEK RUMAH KACA Pemanasan global (global warming) pada dasarnya merupakan fenomena peningkatan temperatur global dari tahun ke tahun karena terjadinya efek rumah kaca (greenhouse effect) yang disebabkan oleh meningkatnya emisi gas-gas seperti karbondioksida (CO2), metana (CH4), dinitrooksida (N2O) dan CFC sehingga energi matahari terperangkap dalam atmosfer bumi. Pengertian Efek rumah kaca • Istilah Efek Rumah Kaca (green house effect) berasal dari pengalaman para petani di daerah iklim sedang yang menanam sayur-mayur dan bunga-bungaan di dalam rumah kaca. Yang terjadi dengan rumah kaca ini, cahaya matahari menembus kaca dan dipantulkan kembali oleh benda-benda dalam ruangan rumah kaca sebagai gelombang panas yang berupa sinar infra merah. Namun gelombang panas itu terperangkap di dalam ruangan kaca serta tidak bercampur dengan udara dingin di luarnya. Akibatnya, suhu di dalam rumah kaca lebih tinggi daripada di luarnya. Inilah gambaran sederhana terjadinya efek rumah kaca (ERK). • Pengalaman petani di atas kemudian dikaitkan dengan apa yang terjadi pada bumi dan atmosfir. Lapisan atmosfir terdiri dari, berturut-turut: troposfir, stratosfir, mesosfir dan termosfer: Lapisan terbawah (troposfir) adalah yang yang terpenting dalam kasus ERK. Sekitar 35% dari radiasi matahari tidak sampai ke permukaan bumi. Hampir seluruh radiasi yang bergelombang pendek (sinar alpha, beta dan ultraviolet) diserap oleh tiga lapisan teratas. Yang lainnya dihamburkan dan dipantulkan kembali ke ruang angkasa oleh molekul gas, awan dan partikel. Sisanya yang 65% masuk ke dalam troposfir. Di dalam troposfir ini, 14 % diserap oleh uap air, debu, dan gas-gas tertentu sehingga hanya sekitar 51% yang sampai ke permukaan bumi. Dari 51% ini, 37% merupakan radiasi langsung dan 14% radiasi difus yang telah mengalami penghamburan dalam lapisan troposfir oleh molekul gas dan partikel debu. Radiasi yang diterima bumi, sebagian diserap sebagian dipantulkan. Radiasi yang diserap dipancarkan kembali dalam bentuk sinar inframerah • Sinar inframerah yang dipantulkan bumi kemudian diserap oleh molekul gas yang antara lain berupa uap air atau H20, CO2, metan (CH4), dan ozon (O3). Sinar panas inframerah ini terperangkap dalam lapisan troposfir dan oleh karenanya suhu udara di troposfir dan permukaan bumi menjadi naik. Terjadilah Efek Rumah Kaca. Gas yang menyerap sinar inframerah disebut Gas Rumah Kaca. • Seandainya tidak ada ERK, suhu rata-rata bumi akan sekitar minus 180 C — terlalu dingin untuk kehidupan manusia. Dengan adanya ERK, suhu rata-rata bumi 330 C lebih tinggi, yaitu 150C. Jadi, ERK membuat suhu bumi sesuai untuk kehidupan manusia. • Namun, ketika pancaran kembali sinar inframerah terperangkap oleh CO2 dan gas lainnya, maka sinar inframerah akan kembali memantul ke bumi dan suhu bumi menjadi naik. Dibandingkan tahun 50-an misalnya, kini suhu bumi telah naik sekitar 0,20 C lebih. • Sejauh ini kita masih melihat efek rumah kaca sebagai hal yang merugikan manusia, namun tidak demikian sebenarnya. Tanpa efek rumah kaca, bumi kita ini akan sangat dingin seberti bukit es. Efek rumah kacalah yang membuat bumi ini hangat dan laik huni. Hanya saja sebisa mungkin harus ditekan naiknya gas rumah kaca yang akan meningkatkan efek rumah kaca agar suhu bumi tidak semakin panas. Efek rumah kaca sudah banyak diman-faatkan di Eropa oleh para petani, terutama di musim dingin agar tanamannya tetap hangat. Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 16 Efek rumah kaca disebabkan oleh • Efek rumah kaca disebabkan karena naiknya konsentrasi gas karbondioksida (CO2) dan gas-gas lainnya di atmosfer. Kenaikan konsentrasi gas CO2 ini disebabkan oleh kenaikan pembakaran bahan bakar minyak (BBM), batu bara dan bahan bakar organik lainnya yang melampaui kemampuan tumbuhan-tumbuhan dan laut untuk mengabsorbsinya. Energi yang masuk ke bumi mengalami : 25% dipantulkan oleh awan atau partikel lain di atmosfer 25% diserap awan 45% diadsorpsi permukaan bumi 5% dipantulkan kembali oleh permukaan bumi Energi yang diadsoprsi dipantulkan kembali dalam bentuk radiasi infra merah oleh awan dan permukaan bumi. Namun sebagian besar infra merah yang dipancarkan bumi tertahan oleh awan dan gas CO2 dan gas lainnya, untuk dikembalikan ke permukaan bumi. Dalam keadaan normal, efek rumah kaca diperlukan, dengan adanya efek rumah kaca perbedaan suhu antara siang dan malam di bumi tidak terlalu jauh berbeda. Selain gas CO2, yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah sulfur dioksida (SO2), nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2) serta beberapa senyawa organik seperti gas metana (CH4) dan khloro fluoro karbon (CFC). Gas-gas tersebut memegang peranan penting dalam meningkatkan efek rumah kaca. Bagaimana Gas Rumah Kaca (GRK) berperan dalam efek rumah kaca dan merubah iklim bumi? Mekanisme terjadinya efek rumah kaca di bumi, dapat dijelaskan sebagai berikut: "atmosfer," adalah lapisan dari berbagai macam gas yang menyelimuti bumi, dan merupakan mesin dari sistem iklim secara fisik. Ketika pancaran/radiasi dari matahari yang berupa sinar tampak atau gelombang pendek memasuki atmosfer, beberapa bagian dari sinar tersebut direfleksikan atau dipantulkan kembali oleh awan-awan dan debu-debu yang terdapat di angkasa, sebagian lainnya diteruskan ke arah permukaan daratan. Dari radiasi yang langsung menuju ke permukaan daratan sebagian diserap oleh bumi, tetapi bagian lainnya “dipantulkan” kembali ke angkasa oleh es, salju, air, dan permukaan-permukaan reflektif bumi lainnya. Proses pancaran sinar matahari dari angkasa menembus atmosfer sampai menuju permukaan bumi hingga dapat kita rasakan suhu bumi menjadi hangat disebut efek rumah kaca (ERK) Tanpa ada efek rumah kaca di sistem ikim bumi, maka bumi menjadi tidak layak dihuni karena suhu bumi terlalu rendah (minus). Keterkaitan antara efek rumah kaca, pemanasan global dan perubahan iklim? Sinar matahari yang tidak terserap permukaan bumi akan dipantulkan kembali dari permukaan bumi ke angkasa. Sebagaimana telah dijelaskan di atas, sinar tampak adalah gelombang pendek, setelah dipantulkan kembali berubah menjadi gelombang panjang yang berupa energi panas (sinar inframerah), yang kita rasakan. Namun sebagian dari energi panas tersebut tidak dapat menembus kembali atau lolos keluar ke angkasa, karena lapisan gas-gas atmosfer sudah terganggu komposisinya (komposisinya berlebihan). Akibatnya energi panas yang seharusnya lepas keangkasa(stratosfer) menjadi terpancar kembali ke permukaan bumi (troposfer) atau adanya energi panas tambahan kembali lagi ke bumi dalam kurun waktu yang cukup lama, sehingga lebih dari dari kondisi normal, inilah efek rumah kaca berlebihan karena komposisi lapisan gas rumah kaca di atmosfer terganggu, akibatnya memicu naiknya suhu rata-rata dipermukaan Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 17 bumi maka terjadilah pemanasan global. Karena suhu adalah salah satu parameter dari iklim dengan begitu berpengaruh pada iklim bumi, terjadilah perubahan iklim secara global. Dampak efek rumah kaca -MencairNya Es di kedua kutub -Kebakaran hutan -Angin Ribut -Kekeringan Sebagai ilustrasi Upaya mengurangi Efek Rumah Kaca • Mengurangi pemakaian minyak bumi pada segala aktivitas (transportasi & industri) yang menghasilkan Gas rumah kaca. • Mereboisasi hutan-hutan yang gundul agar dapat menyerap CO2. • Tidak memakai produk spray, AC, lemari es yang mengeluarkan gas CFC. • Menghindari pembakaran sampah dengan cara mendaurulang sampah yang tidak bisa diurai oleh mikro organisme (plastik, Besi, karet) • Menghemat pemakaian listrik. • Mengurangi gas metan dengan cara memanfaatkan kotoran hewan ternak untuk bio gas. • Dll… Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 18 PENGARUH EFEK RUMAH KACA TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKTIFITAS TANAMAN Iklim dan cuaca merupakan faktor penentu utama bagi pertumbuhan dan produktifitas tanaman pangan. Sistem produksi pertanian dunia saat ini mendasarkan pada kebutuhan akan tanaman setahun, kecuali beberapa tanaman seperti pisang, kelapa, buah-buahan, anggur, kacangkacangan, beberapa sayuran seperti asparagus, rhubarb, dan lain-lain. Tanaman-tanaman tersebut dikembangbiakan dalam kondisi pertanaman tertentu. Produktifitas pertanian berubah-ubah secara nyata dari tahun ke tahun. Perubahan drastis cuaca, lebih berpengaruh terhadap pertanian dibanding perubahan rata-rata. Tanaman dan ternak sangat peka terhadap perubahan cuaca yang sifatnya sementara dan drastis. Perbedaan cuaca antar tahun lebih berpengaruh dibanding dengan perubahan iklim yang diproyeksikan. Dan tak terdapat bukti bahwa perubahan iklim akan mempengaruhi perubahan cuaca tahunan. Petani selalu berhadapan dengan perubahan iklim. Besaran perbedaan antar tahun telah melampaui prakiraan perubahan iklim. Fluktuasi iklim tahunan, dalam beberapa urutan besaran lebih tinggi dibanding dengan besar prediksi perubahan pelan-pelan iklim yang diajukan para ahli ekologi. Hal ini digambarkan pada Musim panas daerah pertanian Jagung Amerika serikat, antara tahun 1988 (kering dan panas) dan 1992 (basah dan dingin). Suhu selama Juli dan Agustus berbeda 80F dalam dua tahun dibeberapa negara bagian. Hal paling kritis yang belum diketahui adalah pola frekuensi kemarau. Kemarau terjadi dibeberapa tempat didunia setiap tahun. Kemarau tahunan juga lumrah terjadi di area pertanian India, China, Rusia dan beberapa negara Afrika. Makalah ini akan membahas implikasi dari effek rumah kaca, atau khusunya, perubahan iklim yang diakibatkan meningkatnya kandungan CO2 atmosfir dan gas rumah kaca lainnya terhadap produktifitas tanaman pangan. Juga mempertimbangkan efek langsung maupun biologis dari peningkatan kadar CO2 tersebut. Dan interaksi Biologi dan Iklim terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman pangan. Pengaruh Iklim terhadap Pertumbuhan dan Produktivitas Tanaman Variabel menonjol yang diperkirakan akan sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produktivitas tanaman pangan akibat terjadinya peningkatan kadar CO2 adalah bumi yang memanas. Berdasarkan pengamatan obyektif di lapangan, diperkirakan akan lebih rendah dibanding permodelan iklim yang lemah dan kasar menggunakan komputer. Berdasarkan permodelan komputer, muka bumi rata-rata akan memanas sebesar 1,5-4,5OC jika kadar CO2 meningkat duakali. Secara keseluruhan iklim akan memanas 3 kali 1,5OC pada akhir abad nanti, dan pemanasaan terbesar terjadi dikutub, dan lebih rendah dikhatulistiwa. Kedua, kenaikan suhu dapat diperkirakan dan akan berpengaruh terhadap pola hujan. Untuk kebanyakan tanaman pangan dan serat dan beberapa spesies lain perubahan dalam ketersediaan air memiliki akibat yang lebih besar dibanding kenaikan suhu. Permodelan iklim secara regional telah dimodelkan dalam tingkat yang lebih kurang meyakinkan dibanding model untuk iklim global. Perubahan yang diperkirakan, jika terjadi dalam pola hujan dan suhu dengan kadar CO2 yang tinggi akan menguntungkan produksi tanaman pangan beririgasi. Pertambahan areal pertanian beririgasi di Amerika terjadi di delta misisipi dan dataran utara. Hal serupa terjadi di India, China dan Rusia bagian selatan. Di USA, area tanam jagung dan gandum musim dingin akan bergeser ke utara dan akan digantikan sorgum dan padi-padian. Ketiga, pemanasan global mempengaruhi variabel yang berpengaruh terhadap produktifitas pertanian. Hal ini akan sangat penting bagi pertanian yang terkait zona suhu, baik bagi pertambahan maupun intensitas masa tanam atau satuan tingkat pertumbuhan. Perhatian petani akan tertuju pada perbedaan musiman dan antar tahun pada curah hujan, salju, lama musim tanam, dan beda suhu dalam hari-hari yang berpengaruh pada tahap pertumbuhan. Stabilitas dan keandalan produksi adalah sama pentingnya dengan besaran jumlah produksi itu sendiri. Keprihatinan akan perubahan iklim dimasa depan dan perubahan yang lebih besar lagi akan diimbangi dengan penelitian mengenai manfaat peningkatan CO2 bagi fotosintesis dan berkurangnya kebutuhan tanaman akan air, dan tetap meningkatnya hasil. Selama 70 tahuan, Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 19 perubahan cuaca, mencerminkan bahwa hasil tanam di USA, Rusia, India, China, Argentina, Canada dan Australia, memungkinkan negara dengan cuaca baik dapat menjaga keamanan pangan negara dari cuaca yang buruk. Kekeringan secara menyeluruh di dunia hampir tak pernah terjadi saat ini. Walau ada kepastian bahwa pertanian dunia dapat mengantisipasi perubahan iklim, perubahan itu akan menambah masalah yang harus ditangani dalam dasa warsa kedepan. Masalah lain adalah Kelangkaan air dan kualitas air, tanah yang menjadi gersang, pengadaan energi dari bahan bakar fosil serta kelangsungan praktek pertanian yang sekarang ada. Beberapa praktek yang membahayakan kesehatan manusia dan kelestarian lingkungan harus diubah bersamaan dengan tingkat produksi yang aman dan dapat diandalkan juga harus terus ditingkatkan. Prakiraan terjadinya perubahan iklim membuat penelitian pertanian yang komprehensif menjadi sangat penting dalam menghadapi perubahan itu secara efektif. Penelitian mengenai perubahan iklim, akan melengkapi usaha peningkatan produktivitas tanaman, yang dipengaruhi oleh tekanan lingkungan, yang kini tengah dilakukan melalui rekayasa genetik, perlakuan kimiawi dan pola pengolahan. Ini akan memberi dua manfaat sekaligus, baik sebagai pelindung mengahadapi perubahan jangka pendek lingkungan, seperti kemarau dan juga membantu menghadapi perubahan iklim dalam jangka panjang, dan untuk mengkapitalisasi sumberdaya hayati bagi peningkatan produksi. Pandangan yang berbeda mengenai pemanasan global yang memiliki bobot ilmiah yang baik muncul, mendukung penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, sekarang telah disimpulkan oleh beberapa ilmuwan bahwa model prakiraan iklim yang dibuat merupakan penyederhanaan yang sangat simplistis dari proses atmosfir dan lautan yang sangat kompleks. Dan tak dapat dibuktikan bahwa pengeluaran gas rumah kaca akan berpengaruh signifikan terhadap iklim dunia, sebab-sebab pemanasan global juga lebih tidak dapat lagi dipastikan. Pengaruh Biologis Langsung: Pertumbuhan Tanaman dalam rumah Kaca Efisiensi Fotosintesis Hanya sedikit keraguan bahwa kadar CO2 dalam atmosfir adalah kurang optimal bagi fototosintesis ketika faktor lain yang berpengaruh terhadap tanaman (cahaya, air, suhu dan unsur hara) mencukupi. Fotosintesa Netto adalah jumlah fotosintesa brutto minus fotorespirasi, dan fotorespirasi setidaknya memiliki besaran mengubah 50% karbohidrat hasil fotosintesa kembali menjadi CO2, dengan peningkatan CO2 fotorespirasi diperkirakan akan menurun. Peningkatan Biomassa terbukti terjadi ketika dilakukan pengayaan CO2. Ini tak selalu muncul dari fotosintesa netto. Kadar CO2 yang tinggi memicu penggunaan air yang efisian dalam tanaman C4 seperti jagung. Peningkatan efisiensi air ini merangsang pertumbuhan tanaman. Dampak langsung yang dapat dijejaki dari peningkatan CO2 adalah peningkatan tingkat fotosintesa daun dan kanopi. Peningkatan fotosintesis akan meningkat sampai kadar CO2 mendekati 1000 ppm. Hasil paling pasti adalah tanaman tumbuh cepat dan lebih besar. Ada perbedaan antara spesies. Spesies C3 lebih peka terhadap peningkatan kadar CO2 dibanding C4. Terjadi juga pertambahan luas dan tebal daun, berat per luas, tinggi tunas, percabangan, bibit dan jumlah dan berat buah. Ukuran Tubuh meningkat seiring rasio akar-batang. Rasio C:N bertambah. Lebih dari itu semua hasil panen meningkat. Terutama pada Kentang, Ubi Jalar, Kedelai. Dengan meningkatnya kadar CO2 menjadi dua kali sekarang secara global, hasil pertanian diperkirakan akan meningkat sampai 32% dari sekarang. Perkiraan sementara saat ini sekitar 5%-10% dari kenaikan produksi pertanian adalah akibat kenaikan kadar CO2. Manfaat pengayaan CO2 terhadap pertumbuhan dan produktifitas tanaman saat ini telah dikenal telah dikenal luas. Banyak pengujian yang dilakukan dalam lingkungan terkontrol secara penuh atau sebagian, terhadap beberapa tanaman komersial (padi, Jagung, gandum, kedelai, kapas, kentang, tomat, ubi jalar, dan beberapa tanaman hutan), yang membuktikannya. Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 20 Efisiensi Penggunaan Air Kebutuhan utama tanaman yang lainnya adalah air, baik secara kualitas maupun kuantitas. Air kini telah menjadi permasalahan penting bagi lima negara dengan jumlah penduduk terbesar di dunia (China, India, USA, Sovyet, Indonesia). Juga tentu dinegara-negara temur tengah, afrika utara dan sub sahara. Satu faktor penting yang berpengaruh terhadap produksi tanaman namun masih merupakan misteri adalah pola musim kering yang terjadi. Kekeringan adalah hal yang paling ditakuti oleh para petani diberbagai negara produsen pangan. Kebutuhan akan air menjadi semakin penting dan kritis, di USA, 80–85 % konsumsi air bersih adalah untuk pertanian. Sepertiga persediaan tanaman pangan sekarang tumbuh padi 18% lahan beririgasi. Aspek penting dari peningkatan kadar CO2 dalam atmosfir adalah kecenderungan tanaman untuk menutup sebagian dari stomata pada daunnya. Dengan tertutupnya stomata ini penguapan air akan menjadi perkurang, dan dengan itu berarti efisiensi penggunaan air meningkat. Kekurangan air adalah faktor pembatas utama dari produktifitas tanaman. Bukti yang selama ini dikumpulkan menunjukan bahwa peningkatan CO2 di atmosfir meningkatkan efisiensi penggunaan air. Hal ini adalah penemuan yang penting bagi bidang pertanian dan juga bagi ekologi. Implikasi dari hal itu bermacam-macam, salah satunya adalah peningkatan daya tahan terhadap kekeringan dan berkurangnya kebutuhan air untuk pertanian. Efek langsung dari kadar CO2 dalam atmosfir terhadap fotosintesis tanaman C4 adalah meningkatkan efisiensi air dalam fotosintesa. Dan pada tanaman C4 dan C3 mengurangi membukanya stomata, hal ini ditunjukan oleh Roger et al. pada tanaman kedelai. Tanaman dengan cara fotosintesa C3 mendapat keuntungan dengan 3 cara. Pertama meluasnya ukuran daun, kedua peningkatan tingkat fotosintesis perunit luas daun, dan terakhir efisiensi penggunaan air. Produksi Tanaman Pangan Beririgasi Perubahan yang telah diperkirakan mengenai penguapan dan suhu akibat efek rumah kaca dan pemanasan global sepertinya akan menguntungkan lahan pertanian beririgasi. Di USA, luas areal pertanian beririgasi akan meluas sampai dataran utara dan delta Missisipi, hal ini juga berlaku untuk Cina, India dan negara lain. Dimana lingkungan lebih lembab dan diperuntukkan untuk tanaman biji-bijian dan kacang-kacangan. Kecenderungan ini telah terjadi di USA, China, dan India. Jagung dan Gandum kini bergeser mendekati daerah yang dingin dan lebih lembab. Produksi Sorgum dan padi-padian akan menggeser posisi areal gandum dan jagung tersebut. Diharapkan juga, dimasa mendatang model dari atmosfir dan iklim akan lebih berkembang dan melengakapi dari apa yang sekarang telah dikembangkan, sehingga sensitivitas tanaman terhadap perubahan iklim lebih dapat diketahui. Pertumbuhan dan Produkstifitas Tanaman: Kemampuan Adaptasi terhadap Suberdaya Iklim di Bumi Banyak tanaman pangan mampu beradaptasi terhadap perubahan iklim. Di bumi padi, ubikayu, ubijalar dan jagung dapat tumbuh dimana saja kelembaban dan suhu sesuai. Jagung mampu tumbuh di areal yang beraneka ragam kelembaban, suhu, dan ketinggian dibumi ini. Areal produksinya di USA telah meluas ke utara sampai 800 km selam lima puluh tahun ini. Kedelai dan Kacang tanah dapat tumbuh di daerah tropik sampai lintang 450 LU dan 400 LS. Gandum musim dingin yang lebih produktif dari gandum musim semi areal tanamnya telah meluas keutara sejauh 360 km. Ditambah dengan kemampuan rekayasa genetik yang kita miliki perluasan areal tanam akan semakin mungkin dan cepat terealisasi. Diperkirakan penggandaan kadar CO2 akan meningkatkan produktivitas tanaman di Amerika Utara, hal serupa juga terjadi di Sovyet, Eropa dan propinsi bagian utara China. Tanaman hortikultura dapat berkembang bebearapa musim diseluruh negara bagian USA. Tanaman seperti Tebu dan Kapas semakin meluas areal tanamnya dengan dimanfaatkannya mulsa dan pelindung plastik. Pemanasan global akan lebih menguntungkan dibanding dengan kembalinya era es Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 21 sebagaimana diprediksi beberapa dekade yang lalu. Terlebih dimana produksi tanaman pangan terpusat di Lintang 300 LU sampai 500 LS. Perubahan iklim secara drastis dan ekstrem sebagaimana yang selama ini dipublikasikan adalah hal yang sangat berlebihan. Pemanasan secara perlahan mungkin menguntungkan, karena memungkinkan penanaman tumbuhan tropis seperti mangga, pepaya, nanas dan pisang , dinegara bagian selatan USA. Prakiraan Regional: Pola Iklim dan Respons Tanaman Sejak 1850, kadar CO2 dalam atmosfir telah meningkat sebesar 25 % akibat pembakaran bahan bakar fosil dan penggundulan hutan tak ada yang menentangnya. Kadar gas rumah kaca selain CO2 juga telah meningkat melebih prosentase CO2 dan dengan efek pemanas yang setara CO2. Namun terdapat kontrovesi mengenai kapan pemanasan global pertama kali muncul, juga terdapat kontroversi mengenai besaran perubahan suhu yang terjadi, jika terjadi pada masa yang akan datang. Perkiraan yang ada berkisar antara minus 1,50C sampai 60C. Prakiraan iklim dan cuaca regional dengan sebaran variabel seperti awan, kelembaban, dan angin lebih tidak pasti lagi. Efek langsung dari meningkatnya CO2, berdampak positif terhadap tumbuhan, sebagaimana dibahas diatas, namun bila terjadi kekeringan sebagaimana ramalan hasil permodelan iklim yang sekarang, hasil pertanian tak dapat dipastikan. Namun secara garis besar dampak yang terjadi masih dapat kita kendalikan. Tindakan dari petani, ilmuwan dan kebijkan pemerintah lebih diperlukan dibandingkan dengan perubahan pola hidup kita. Prakiraan pengaruh CO2 terhadap iklim menimbulkan banyak spekulasi, dan beberapa riset telah dimulai untuk meneliti dampaknya terhadap hubungan hama dan tanaman dan strategi perlindungan tanaman. Gulma, Serangga, nematoda dan wabah berdampak sangat merugikan bagi pertanian. Perubahan Iklim yang mungkin akan berdampak pada hubungan tumbuhan – hasil panen – hama, dan ekosistem lain. Peningkatan kandungan karbohidrat dan akumulasi nitrogen akan berpengaruh terhadap pola makan serangga, ini telah ditunjukan dalam beberapa eksperimen. Pengendalian hama memasuki era baru, dengan pengintegrasian penanganan hama. Kesimpulan Efek langsung dari meningkatnya CO2, berdampak positif terhadap tumbuhan dan produksi tanaman. Pengaruh peningkatan CO2 adalah peningkatan tingkat fotosintesa daun dan kanopi. Peningkatan fotosintesis akan meningkat sampai kadar CO2 mendekati 1000 ppm. Efek langsung dari kadar CO2 dalam atmosfir terhadap fotosintesis tanaman C4 adalah meningkatkan efisiensi air dalam fotosintesa. Pada tanaman C4 dan C3 mengurangi membukanya stomata. Perubahan yang telah diperkirakan mengenai penguapan dan suhu akibat efek rumah kaca dan pemanasan global akan menguntungkan lahan pertanian beririgasi, seperti tanaman biji-bijian dan kacang-kacangan. Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 22 PENGARUH SUHU TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI TANAMAN A Aspek fisik 1. Radiasi kalor Hampir seluruh energi kalor (panas ) di bumi berasal dari matahari. Energi itu terdiri atas energi radiasi yang tersusun dari bermacam-macam panjang gelombang elektromaknetik . 2. Transfer panas Konduksi Konduksi merupakan cara perambatan panas dari satu molekul ke molekul lainnya atau dari satu benda ke benda lainnya. Konduksi berlangsung sebagai akibat bersentuhan antara benda yang suhunya tinggi dengan benda yang suhunya rendah atau dari molekul-ke molekul lain yang berbeda suhunya. Konveksi Konveksi adalah transfer panas dengan cara aliran. Konveksi berlangsung sebagai akibat berkurangnya massa jenis suatu zat bila dipanaskan. Konveksi lebih umum terjadi pada zat cair dan gas. Massa benda yang dipanaskan akan memuai sehingga massa jenisnya turun dan akan mengalir ke atas benda yang massa jenisnya lebih besar.transfer panas di atmosfir pada umunya berlangsung dengan konveksi . lapisan udara sebelah bawah yang dipanasi oleh radiasi dan konduksi akan mengembang, berkurang kepadatannya, naik dan diganti oleh udara yang lebih padat dan berat. Massa udara yang turun dan berat. Massa udara yang turun dan berat itu menerima panas lagi dari radiasi dan konduksi seperti semula. Begitulah seterusnya sehingga lapisan atmosfer memperoleh panas yang hampir merata di lapisan dekat permukaan bumi. Radiasi Radiasi adalah transfer panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Proses rambatannya telah dibicarakan sebelumnya. Dari seluruh radiasi energi matahari yang dipancarkan oleh matahari, hanya kira-kira 7 % yang dapat ditangkap oleh tanaman. Selebihnya dipantulkan kembali ke atmosfir melalui penguapan , refleksi dan lain-lain B Aspek Fisiologis Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 23 Kisaran suhu di alam antara -273ºC sampai berjuta-juta ºC (di pusat matahari). Untuk pertumbuhan tanaman diperlukan suhu antara 15-40ºC. Dibawah suhu 15ºC atau diatas 40ºC pertumbuhan tanaman menurun secara drastis. Suhu akan mengaktifkan proses fisik dan proses kimia pada tanaman. Energi panas dapat menggiatkan reaksi-reaksi biokimia pada tanaman atau reaksi fisiologis dikontrol oleh selang suhu tertentu. THERMAL UNIT Penggunaan praktis Reminder Index adalah untuk menentukan kebutuhan panas reaksi-reaksi fisiologis dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman mulai dari tanam sampai panen. Perhitungan heat unit (satuan panas) atau remainder index yang cermat dapat menentukan saat tercapai suatu tahap perkembangan tanaman tertentu, misalnya pembungaan, masak fisiologis atau panen yang lebih akurat. Kegunaan sistim heat unit yaitu 1. Mengemukakan adanya perbedaan lamanya masa pertumbuhan bagi setiap varietas 2. Menentukan panen 3. Melindungi panen dan mengurangi masa tidak aktif 4. Membantu meramalkan kebutuhan pekerja untuk pelaksanaan pabrik 5. Menolong pemanenan dan biaya produksi 6. Membantu dalam mengontrol kualitas Hal yang membatasi penggunaan sistim heat unit antara lain yaitu : 1. Kesuburan tanah dimana faktor tersebut mempengaruhi kematangan, sebagai contoh kematangan dipercepat pada tanah yang mengandung P sedang pada tanah banyak mengandung N memperlambat kematangan 2. Tipe tanah sandy soil akan cepat panas, sedang heavy soil lambat 3. Topografi, lereng dan drainase juga penting karena mempengaruhi keadaan kelembaban suhu 4. Altitude dan latitude mempengaruhi heat unit 5. Frost dan rusak akibat kekeringan tidak diperhitungkan dalam sistim ini 6. Angin, hujan es, taufan, insektisida dan penyakit sangat mempengaruhi hilai heat unit terhadap tanaman 7. Intensitas cahaya matahari diukur dalam gram kalori per cm2 lebih dari akumulasi suhu -Pengaruh Suhu Minimum terhadap Tanaman -Pengaruh Suhu Optimum terhadap Tanaman Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 24 -Pengaruh Suhu maksimum terhadap Tanaman a. Pengertian : merupakan bahan penutup tanah b. Macam : plastik hitam, jerami, alang-alang, glirisidia, dan tanaman legum lainnya c. Fungsi: menjaga kelembaban tanah, memperbaiki kesuburn tanah, dan untuk menekan pertumbuhan gulma terutama pada awal pertumbuhan. Mencegah penguapan air tanah Meningkatkan agregasi, porositas dan bahan organik tanah Penggunaan mulsa organik ( mulsa alang-alang) : Mencegah pencucian hara Mengendalikan kelembaban tanah Melindungi agregat tanah dari daya rusak butiran air hujan Mengendalikan tanman pengganggu d. Aplikasi Pemberian mulsa dilakukan untuk meningkatkan jumlah air yang masuk ke dalam tanah dan meningkatkan daya menyimpan air dari tanah. Pemanfaatan sisa tanaman sebagai mulsa juga efektif melindungi tanah dari pukulan hujan untuk menghindari penghancuran agregat. Dengan pemberian mulsa, pertumbuhan gulma dapat dikurangi sehingga pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik. Pemulsaan (mulching) merupakan penambahan bahan organik mentah dipermukaan tanah. Global Warming a. b. b. c. d. Pengertian Efek Global Warming Pengaruh Global Warming terhadap lingkungan pertanian Faktor penyebab terjadinya Global Warming Mekanisme terjadinya Global Warming Upaya pencegahan terjadinya Global Warming Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti Dengan Naungan lebih 25 Baik Pentingnya peran naungan yang digunakan tanaman paprika terlihat nyata pada hasil pengamatan yang didasarkan kandungan khlorofil di daunnya. Hal ini ditunjukkan dengan adanya peningkatan kandungan klorofil pada tanaman paprika yang dinaungi baik oleh tanaman jagung, alang-alang, jerami padi maupun dengan plastik. Adanya naungan tersebut, secara langsung akan mengurangi intensitas cahaya matahari yang berlebihan. Artinya, naungan dari bahan apapun mampu menjadi pereduksi intensitas cahaya matahari yang datang langsung pada tanaman paprika yang notabene tidak tahan terhadap intensitas cahaya yang tinggi. Intensitas cahaya yang terlalu berlebihan tersebut juga akan mengganggu perkembangan sel-sel klorofil yang mengakibatkan kandungan klorofil menurun. Selain mengurangi intensitas cahaya, penggunaan naungan pada tanaman paprika ternyata dapat menurunkan suhu, dan pH tanah (Tabel 2). Hal ini penting karena bila suhu tanah terlalu tinggi, selain dapat mempe-ngaruhi penurunan laju fotosintesis, translokasi dan akumulasi fotosintat dari organ sumber ke organ penerima, juga dapat meningkatkan laju respirasi sel yang pada akhirnya akan mengurangi produksi netto fotosintesis. Penurunan pH akibat dari penggunaan naungan dapat membuat iklim agroklimat optimum bagi tanaman paprika. Dengan didukung oleh kondisi agroklimat yang optimal seperti kelembaban relatif yang tinggi, temperatur yang rendah, nilai pH optimum, serta intensitas cahaya yang rendah sebagai akibat pemberian naungan, menyebabkan tanaman paprika menjadi berkecukupan air, berkurangnya gugur bunga dan buah, serta produktivitas dan kualitas buah paprika (yang dilihat dari bobot buah, diameter buah, panjang buah, kandungan air buah dan kandungan gula total) menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan tanpa menggunakan naungan. Dari beberapa naungan yang digunakan, nampak bahwa penggunaan plastik memberikan hasil yang paling baik , sehingga wajar apabila plastik paling banyak digunakan green house untuk penanaman cabe paprika baik secara hidroponik maupun konvensional. Efek Rumah Kaca a. b. c. d. e. Pengertian Efek Rumah Kaca Pengaruh Efek Rumah Kaca terhadap lingkungan pertanian Faktor penyebab terjadinya Efek Rumah Kaca Mekanisme terjadinya Efek Rumah Kaca Upaya pencegahan terjadinya Efek Rumah Kaca El-Nino a. b. c. d. Pengertian El-Nino Pengaruh El-Nino terhadap lingkungan pertanian Faktor penyebab terjadinya El-Nino Mekanisme terjadinya El-Nino Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 26 e. Upaya pencegahan terjadinya El-Nino C. PENINGKATAN SUHU BUMI DAN DAMPAK EL-NINO Dinamika atmosfir di Indonesia baru-baru ini sulit diprediksi karena melenceng dari pola umum selama ini. Musim kemarau dan musim penghujan tidak lagi dapat diramal dan jatuhnya tidak sesuai dengan kebiasaan selama ini. Demikian juga suhu bumi yang semakin menunjukkan peningkatan yang berarti dari tahun ke tahun. Peningkatan suhu bumi itu terutama yang terasa dikawasan tropis seperti Indonesia sangat mengganggu aktivitas manusia. Diperkirakan suhu ratarata siang berkisar 35 ºC dengan fluktuasi berkisar antara 32 ºC sampai 37 ºC. Dalam jangka hanya 10 tahun seuhu siang bumi akan naik 5 ºC. Bila kenaikan ini secara wajar yang diperkirakan sebesar 0,2 ºC per tahun. Sebenarnya suhu siang di Indonesia hanyalah rata-rata 34 ºC karena suhu rata-rata Indonesia hanya 32 ºC pada tahun 1990. sebagai contoh adalah di pulau Hokkaido Jepang Utara, selama ini akibat suhu dimusim semi yang masih sangat dingin tidak pernah ditanam padi. Namun belakangan ini semenjak tahun 1998 beberapa lokasi di pulau itu padi tumbuh dengan suburnya, karena suhunya semakin tinggi pada waktu yang sama bila dibandingkan dengan musim semi sebelumnya. Melihat kenyataan ini selain kenaikan global ada faktor lain yang memepengaruhi kenaikan suhu bumi itu, yaitu gejala alam yang dalam dinamika atmosfir disebut dengan El-Nino. 1. El-Nino El-Nino (kata asal = bujang) adalah arus laut atau angin secara berkala bertiup 5 atau 10 tahun yang biasanya terdapat dekat pantai barat Amerika Selatan sampai ke Amerika Tengah. Arus ini adalah arus yang suhunya melebihi sekitarnya. Kebiasaan arus ini timbul pada Ekologi Tanaman F.Deru Dewanti 27 bulan desember dan membawa dampak negatif terhadap negara-negara Amerika tropis seperti Honduras dan Meksiko. El-Nino mengakibatkan kemarau panjang dan berdampak sosial seperti kelaparan sebagai akibat kegagalan produksi tanaman pangan. Di Indonesia dampak el-Nino sangat dahsyat terjadi pada 1997 dimana tahun ini dikenal sebagai tahun Asap Indonesia, karena dimana-mana wilayah Indonesia terjadi kumpulan asap yang sangat mengganggu hampir seluruh aktivitas transportasi dan pada saat ini juga tejadi tragedi kemanusiaan dengan jatuhnya pesawat Garuda Indonesia di Sibolangit yang menewaskan seluruh penumpangnya. Sekitar 20 tahun terakhir ini El-Nino terlihat adanya pergeseran baru muncul sekitar bulan Mei dan akhir 2001 ini muncul pada bulan November dan Desember dan tempatnyapun sedikit demi sedikit juga bergeser. Ternyata pergeseran tempat dan waktu El-Nino ini memberikan pengaruh tidak hanya buruk terhadap iklim dikawasan pantai barat Amerika Selatan sampai Amerika Tengah tetapi juga terhadap kondisi iklim di Australia, Asia hingga Afrika Utara. Pergeseran inilah yang berpengaruh terhadap kondisi iklim Indonesia. Efek ini dapat secara langsung maupun tidak langsung. Dampak secara langsung adalah suhu rata-rata harian meningkat bahkan sampai tercatat sangat ekstrim yaitu 38 ºC. Hal ini sangat menakutkan karena semua makhluk hidup kelebihan energi panas yang ada gilirannya mengganggu metabolisme kehidupan seperti meningkatnya intensitas penyakit menular, kegagalan produksi tanaman pangan maupun tanaman perkebunann, akibta gugurnya bunga. Dampak sekunder (tida langsung) adalah kebakaran hutan meningkat serta matinya biota laut serta gangguan ekosistem. Akhir tahun 2001 El-Nino melanda Indonesia bagian barat terutama pulau Jawa, pada akhir tahun 2001 ini pulau Jawa kekeringan yang sangat tinggi, berdasarkan pengamatan, maka El-Nino telah terjadi dikawasan Jawa dan sebagian Nusa Tenggara. Akibat uap air tersimpan begitu banyak diatas atmosfir bumi lebih tepatnya pada lapisan troposfir. Di Jawa, El-Nino menimbulkan subsidensi arus angin panas dibagian atas atmosfir. Konsekuensi arus atas ini menghalangi terbentuknya awan konvektif sekalipun jumlah uap air tida dapat turun menjadi hujan, jadilah gudang uap air yang begitu banyak di atmosfir Jawa. Mengapa El-Nino terjadi ? biasanya bagian atas atmosfir lebih dingin daripada bagian yang dekat dengan bumi (masih kawasan troposfir) karena bagian atas mempunyai kerapatan usadara yang renggang. Sehingga uap air kabut dan asap secara massal akan naik ke atas sehingga uap air itu berkumpul membentuk awan sekitar ketinggian 10 km dari permukaan bumi. Kerenggangan udara itu disebabkan oleh adanya arus udara panas maka dibagian atas atmosfir menjadi kebalikan dari gejala normal yaitu panas dibagian atas atmosfir. Selagi udara tetap panas maka uap air akan tetap tertampung sampai saat gejala panas berhenti, dan pada saat itu jumlah uap air yang potensial akan menjadi hukan bertambah terus menerus. Ekologi Tanaman Awan seperti F.Deru Dewanti 28 disebut diatas akan menjadi hujan bila terjadi kondensasi. Inti kondensasi dapat berasal dari abu, kabut atau benda lain yang bersifat higroskopis yang dapat menarik uap air. Uap air yang berkumpul mendingin akibat udara renggang (kelembaban relatif rendah) secara tiba-tiba berubah menjadi jenuh dan turun sebagai hujan. 2. La-Nina La-Nina adalah gadis kecil yang tinggal di Amerika Tengah, gadis ini suka menangis yang setiap menangis menghasilkan jumlah air mata yang banyak. Maka gejala alam hujan yang tinggi akan mengakibatkan El-Nino disebut dengan La-Nina. La-Nina sebenarnya gejala iklim yang secara berkala beruntun dengan adanya El-Nino. Karena jumlah uap air yang tersimpan sewaktu timbulnya El-Nino maka sewaktu gejala alam kembali normal terjadi pendinginan seperti gejala hujan biasa. Namun karena jumlah uap air yang berada di atmosfir telah menumpuk begitu banyak, maka dengan terjadi sedikit saja kondensasi udara, hujan akan turun seketika dengan deras karena jumlah persediaan bahan baku uap air begitu banyak akibat ElNino tadi. Sebelum habis persediaan bahan baku uap di atmosfir maka hujan deras akan tetap turun sampai habis persediaan uap air yang tersimpan di atmosfir. Jadilah Jakarta dan sekitarnya (tahun lalu) banjir dan banjir sampai hari ini sebagai dampak adanya persediaan uap air yang begitu banyak. Hujan akan berhenti sewaktu persediaan uap air berkurang sampai normal kembali. 3. Pengalihan Hujan Hujan sebenarnya dapat dirangsang dengan cara menciptakan kondensasi (pendinginan) buatan seperti di lapisan troposfir. Caranya adalah dengan menaburkan inti kondensasi seperti NaCl atau kapur yang bersifat higroskopis. Bila hal ini dapat dibuat maka secara perlahanlahan uap air akan mengembun menjadi titik-titik air dan akan jatuh ke bumi yang kita kenal dengan hujan. Kondisi Jakarta tahun lalu yang sedang dilanda hujan terus menerus yang berdampak banjir sulit dikontrol dengan ada pengalihan hujan pada suatu kawasan. Pengalihan hujan mungkin dapat dilakukan dengan cara membuat angin secara massal ke suatu kawasan tertentu, kemungkinan dengan ada rangsangan peningkatan suhu atau dengan cara lain yang dapat membawa uap air dari kota Jakarta. Kemungkinan untuk mengurangi jumlah hujan di Jakarta hanyalah dengan membuat hujan buatan di kawasan lain, sehingga kekosongan uap air di kawasan tertentu memancing adanya aliran uap air dari Jakarta. Usaha memanipulasi atmosfir ini adalah suaha yang sangat sulit dan sangat mahal. Mungkin menciptakan hujan buatan jauh lebih mudah daripada memindahkan hujan.
