cahaya dan fungsinya bagi tanaman

ANITA NUR KHOIRIYAH
115040201111218
KELAS C
FISIOLOGI
TUMBUHAN
Pembimbung;
Dr. Ir. Nawawi
CAHAYA DAN FUNGSINYA BAGI
TANAMAN
BAB I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Cahaya matahari adalah sumber energi utama bagi kehidupan seluruh makhluk hidup
didunia. Bagi tumbuhan khususnya yang berklorofil, cahaya matahari sangat menentukan
proses fotosintesis. Fotosintesis adalah proses dasar pada tumbuhan untuk menghasilkan
makanan. Makanan yang dihasilkan akan menentukan ketersediaan energi untuk
pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Cahaya merupakan faktor penting terhadap
berlangsungnya fotosintesis, sementara fotosintesis merupakan proses yang menjadi kunci
dapat berlangsungnya proses metabolisme yang lain di dalam tanaman.
Pengaruh cahaya juga berbeda pada setiap jenis tanaman. Tanaman C4, C3, dan CAM
memiliki reaksi fisiologi yang berbeda terhadap pengaruh intensitas, kualitas, dan lama
penyinaran oleh cahaya matahari (Onrizal, 2009). Selain itu, setiap jenis tanaman memiliki
sifat yang berbeda dalam hal fotoperiodisme, yaitu lamanya penyinaran dalam satu hari yang
diterima tanaman. Perbedaan respon tumbuhan terhadap lama penyinaran atau disebut juga
fotoperiodisme, menjadikan tanaman dikelompokkan menjadi tanaman hari netral, tanaman
hari panjang, dan tanaman hari pendek.
Dikarenakan sinar matahari sangat penting dan memberikan pengaruh besar terhadap
pertumbuhan dan perkembangan tanaman, maka pada tugas kelompok kali ini, akan dibahas
lebih lanjut dan mendalam mengenai peranan dan pengaruh sinar matahari terhadap
pertumbuhan tanaman dari sudut pandang proses fisiologi, pertumbuhan vegetatif, dan
pertumbuhan generatif tanaman.
1
BAB II.
URAIAN
2.1 Pengertian Cahaya dan Peranan dalam Kehidupan
Matahari merupakan sumber energi terbesar di alam semesta. Energi matahari
diradiasikan kesegala arah dan hanya sebagian kecil saya yang diterima oleh bumi. Energi
matahari yang dipancarkan ke bumi berupa energi radiasi. Disebut radiasi dikarenakan aliran
energi matahari menuju ke bumi tidak membutuhkan medium untuk mentransmisikannya.
Energi matahari yang jatuh ke permukaan bumi berbentuk gelombang elektromagentik yang
menjalar dengan kecepatan cahaya. Panjang gelombang radiasi matahari sangat pendek dan
biasanya dinyatakan dalam mikron (Tjasjono, 1995:55).
Bagi manusia dan hewan cahaya matahari berfungsi sebagai penerang. Sedangkan
bagi tumbuhan dan organisme berklorofil, cahaya matahari dapat dimanfaatkan sebagai
bahan baku dalam proses fotosintesis. Dalam proses ini energi cahaya diperlukan untuk
berlangsungnya penyatuan CO₂ dan air untuk membentuk karbohidrat.
Lebih lanjut, adanya sinar matahari merupakan sumber dari energi yang menyebabkan
tanaman dapat membentuk gula. Tanpa bantuan dari sinar matahari, tanaman tidak dapat
memasak makanan yang diserap oleh tanah, yang mengakibatkan tanaman menjadi lemah
atau mati (AAK, 1983:18)
2.2 Proses Tanaman Mendapatkan Energi
Pada kegiatan budaya pertanian, Pengaruh unsur cahaya menjadi perhatian serius. Hal
tersebut dikarenakan hampir semua objek agronomi berupa tanaman hijau yang memiliki
kegiatan fotosintesa. Penerapan energi pelengkap dalam bentuk kerja manusia dan hewan,
bahan bakar, mesin, alat-alat pertanian, pupuk, dan, obat-obatan tidak lain adalah sebagai
usaha untuk meningkatkan proses konversi energi matahari ke dalam bentuk produk tanaman
(Jumin, 2008:8).
Tidak semua energi cahaya matahari dapat diabsorpsi oleh tanaman. Hanya cahaya
tampak saja yang dapat berpengaruh pada tanaman dalam kegiatan fotosintesisnya. Cahaya
itu disebut dengan PAR (Photosynthetic Activity Radiation) dan mempunyai panjang
gelombang 400 mili mikron sampai 750 mili mikron (Jumin, 2008:9). Tanaman juga
memberikan respon yang berbeda terhadap tingkatan pengaruh cahaya yang dibagi menjadi
tiga yaitu, intensitas cahaya, kualitas cahaya, dan lamanya penyinaran (Jumin 2008:08).
Oleh tumbuhan radiasi matahari berupa cahaya tampak ditangkap oleh klorofil pada
tanaman dalam proses yang disebut proses fotosintesis. Hasil fotosintesis menjadikan bahan
utama untuk proses pertumbuhan dan cadangan makanan tanaman.
Proses fotosintesis pada tanaman dilakukan di siang hari dikala matahari menyinari
bumi. Dengan menggunakan cahaya matahari tumbuhan mengubah gas karbondioksida dan
unsur-unsur mineral dalam tanah serta air untuk menghasilkan gula (glukosa) dan oksigen.
Proses ini dilakukan oleh zat hijau daun bernama klorofil yang berada di daun dan dilindungi
oleh lapisan lilin untuk mencegah penguapan. Gula hasil fotosintesis disimpan tumbuhan
sebagai cadangan energi, dan oksigen sebagai hasil sampingannya (http://tanaman.org).
Gula yang telah dibuat kemudian digunakan oleh tumbuhan untuk proses
metabolismenya. Pemanfaatan energi gula oleh tumbuhan memerlukan serangkaian proses
sehingga energi yang ada dalam bentuk gelombang elektromagnetik tersebut dapat diubah
menjadi energi kimia (ATP dan NADPH) yang dikenal dengan reaksi terang. Hasil reaksi
2
terang ini (ATP dan NADPH) selanjutnya dapat dimanfaatkan dalam reaksi metabolisme
khususnya reduksi CO (http://dc200.4shared.com/).
Seperti telah kita ketahui, reaksi fotosintesis terdiri atas dua tahapan yaitu : tahapan
Reaksi Terang ( disebut juga Reaksi Hill ) dan Reaksi Gelap ( disebut juga Reaksi Blackman
atau siklus Calvin ). Masing-masing tahapan menunjukkan proses reaksi yang berbeda.
Namun keduanya merupakan satu rangkaian reaksi yang tak terpisahkan dari reaksi
fotosintesis. Perbedaan antara reaksi terang dengan reaksi gelap, secara ringkas dijelaskan
dalam tabel seperti berikut ini (http://pelajaranbiologi-sma1.blogspot.com).
Tabel 2.2 Perbedaan reaksi gelap dan reaksi terang
NO
DILIHAT DARI
REAKSI TERANG
REAKSI GELAP
1.
Tempat berlangsung
bagian kloroplas bernamabagian kloroplas bernama
Grana
Stroma
2.
Sumber energi
Cahaya / matahari
3.
Proses yang terjadi
Fotolisis : pemecahan H2OFiksasi : pengikatan CO2
menggunakan energi cahaya,
penyusunan
/
menjadi ion Hidrogen danpengkombinasian
molekul air
hydrogen
dg
karbondioksida
membentuk gula
4.
Hasilnya
O2, ATP dan NADPH2
ATP dan NADPH2 dari
reaksi terang
Karbohidrat sederhana
Sumber : http://pelajaranbiologi-sma1.blogspot.com
2.3 Pengaruh Cahaya terhadap Kehidupan Tanaman
2.3.1 Pengaruh Radiasi Terhadap Pertumbuhan Tanaman
Radiasi matahari yang ditangkap klorofil pada tanaman yang mempunyai hijau daun
merupakan energi dalam proses fotosintesis. Hasil fotosintesis ini menjadi bahan utama
dalam pertumbuhan dan produksi tanaman pangan. Selain meningkatkan laju fotosintesis,
peningkatan cahaya matahari biasanya mempercepat pembungaan dan pembuahan.
Sebaliknya, penurunan intensitas radiasi matahari akan memperpanjang masa pertumbuhan
tanaman. Jika air cukup maka pertumbuhan dan produksi padi hampir seluruhnya ditentukan
oleh suhu dan oleh radiasi matahari (Tjasjono 1995:190).
Radisasi matahari merupakan faktor penting dalam metabolisme tanaman yang
mempunyai hijau daun, karena dapat dikatakan bahwa produksi tanaman dipengaruhi oleh
tersedianya sinar matahari. Akan tetapi pada umumnya terjadi fluktuasi hasil panen (hasil
fotosintesis) dari tahun ke tahun, hal tersebut dikarenakan faktor-faktor lain seperti curah
hujan, suhu udara, hama penyakit dan lainnya turut mempengaruhi hasil panen (hasil
fotosintesis) (Tjasjono, 1995:55).
Pengaruh unsur cahaya pada tanaman tertuju pada pertumbuhan vegetatif dan
generatif. Tanggapan tanaman terhadap cahaya ditentukan oleh sintesis hijau daun, kegiatan
stomata ( respirasi, transpirasi), pembentukan anthosianin, suhu dari organ-organ permukaan,
absorpsi mineral hara, permeabilitas, laju pernafasan, dan aliran protoplasma (Jumin 2008:8).
Secara teoritis, semakin besar jumlah energi yang tersedia akan memperbesar jumlah hasil
fotosintesis.
3
2.3.2 Pengaruh Kuantitas Cahaya Matahari terhadap Tanaman
Sebagian besar tanaman dari daerah sedang adalah fotoperiodik. Namun demikian, di daerah
ekuator, panjang siang hari pada setiap bulan menunjukkan perbedaan yang kecil sehingga
pengaruh kuantitas atau lamanya penyinaran matahari dalam satu hari tidak mempengaruhi
pertumbuhandan perkembangan tanaman secara signifikan (Fitter dan Hay, 1991:52).
Respon fotoperiodik memungkinkan tanaman untuk mengatur waktu bagi pertumbuhan
vegetatif dan pertumbuhan untuk membentuk bunga agar tetap tegar menghadapi perubahan
musim di dalam lingkungannya. Bila satu tanaman dipindahkan ke daerah dengan garis
lintang berbeda, maka akan menghentikan fasenya dan tanaman tersebut dapat mati, misalnya
karena berusaha tumbuh secara vegetatif pada musim dingin atau musim semi (Fitter dan
Hay, 1991:53).
2.3.3
Pengaruh Intensitas Cahaya Matahari terhadap Tanaman
Intensitas cahaya matahari menunjukkan pengaruh primer pada fotosintesis, dan pengaruh
sekundernya pada morfogenetik. Pengaruh terhadap morofogenetik hanya terjadi pada
intensitas rendah (Fitter dan Hay, 1991:54). Pengaruh tanaman dalam kaitannya dengan
intensitas cahaya salah satunya adalah penempatan daun dalam posisi di mana akan diterima
intersepsi cahaya maksimum. Daun yang menerima intensitas maksimal adalah daun yang
berada pada tajuk utama yang terkena sinar matahari (Fitter dan Hay, 1991:54).
Masing-masing tanaman memiliki reaksi yang berbeda terhadap intensitas cahaya.
Berdasarkan perbedaan reaksi tersebut, tanaman dibedakan menjadi tanaman C3, C4, CAM.
Tanaman C3 adalah tanaman yang hidup baik pada intensitas cahaya rendah, dan tanaman C4
adalah tanaman yang hidup baik pada intensitas cahaya tinggi, sedangkan tanaman CAM
adalah tanaman yang hidup didaerah kering.
Penelitian yang dilakukan oleh Grime dalam Fitter dan Hay (1991:55) membuktikan bahwa
tanaman yang terbiasa hidup tanpa naungan seperti Arenaria servillifolia memperlihatkan
kondisi yang tidak dapat berkembang dan tumbuh jika diberi naungan. Hal tersebut terbukti
oleh habisnya persediaan karbohidat.
Lebih lanjut, jika tanaman yang tanpa naungan ternaungi, terdapat beberapa kemungkinan
yang akan terjadi. Masalah yang dihadapi oleh sebuah daun yang ternaungi adalah untuk
mempertahankan suatu keseimbangan karbon yang positif, dan kerapatan pengaliran di mana
keadan ini tercapai, merupakan titik kompensasi. Dibawah intensitas cahaya yang rendah
terdapat tiga pilihan, yaitu : Pengurangan kecepatan respirasi, peningkatan luas daun untuk
memperoleh permukaan absorbsi cahaya yang lebih besar; dan peningkatan kecepatan
fotosintesis setiap unit energi cahaya dan luas daun.
2.3.4 Pengaruh Kualitas Cahaya Matahari terhadap Tanaman
Radiasi energi yang diterima oleh bumi dari matahari berbentuk gelombang elektromagnetik
yang bervariasi panjangnya yaitu dari 5000-290 milimikron. Rangkaian spektrum matahari
ini dapat dikelompokan berdasarkan panjang gelombangnya. Cahaya mempunyai sifat
gelombang dan sifat partikel.
Cahaya hanya merupakan bagian dari energi cahaya yang memiliki panjang gelombang
tampak bagi mata manusia sekitar 390-760 nanometer. Sipat partikel cahaya biasanya
diungkapkan dalam pernyataan bahwa cahaya itu datang dalam bentuk kuanta dan foton,
4
yaitu paket energi yang terpotong-potong dan masing-masing mempunyai panjang
gelombang tertentu.
Cahaya memberikan energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman/pohon secara
langsung melalui tumbuhan hijau atau melalui organisme lain, hal ini tergantung kepada zatzat organik yang disintesa oleh tumbuhan hijau. Kualitas cahaya berkaitan erat dengan
panjang gelombang, dimana panjang gelombang ungu dan biru mempunyai foton yang lebih
berenergi bila dibanding dengan panjang gelombang jingga dan merah. Kualitas cahaya
dibedakan berdasarkan panjang gelombang menjadi.
· Panjang gelombang 750-626 mu adalah warna merah.
· Panjang gelombang 626-595 mu adalah warna orange/jingga.
· Panjang gelombang 595-574 mu adalah warna kuninga.
· Panjang gelombang 574-490 mu adalah warana hijau.
· Panjang gelombang 490-435 mu adalah warna biru.
· Panjang gelombang 435-400 mu adalah warna ungu.
Semua warna-warni dari panjang gelombang ini mempengaruhi terhadap fotosintesis dan
juga mempengaruhi terhadap pertumbuhan dan perkembangan pohon baik secara generatif
maupun vegetatif, tetapi kuning dan hijau dimanfaatkan oleh tanaman sangat sedikit, panjang
gelombang yang paling banyak diabsorbsi beada di wilayah violet sampai biru dan orange
sampai merah.
Variasi harian dan variasi musiman tidak hanya mempengaruhi masukan energi, tetapi juga
suatu masukan faktor periode yang penting. Panjang siang hari pada waktu yang berbeda
dalam satu tahun, untuk organisme yang non tropis dan merupakan indikator yang paling
dapat dipercaya dan sebagian besar tanaman bersifat fotoperiodik. Irradiasi langsung pada
dini hari dan senja hari mengandung banyak radiasi panjang gelombang yang disebabkan
oleh celah atmosfer yang lebih panjang dan berakibat penghamburan gelombang pendek.
2.3.5 Pengaruh Intensitas Cahaya terhadap Laju Fotosintesis
Pola dari pucuk tanaman diarahkan untuk menuju efisiensi dalam fotosintesis struktur
dari mesosfil kurang dan organ stomata memungkinkan perubahan gas secara cepat, bahkan
adanya fakta bahwa fotosintesis memanfaatkan sebagian besar radiasi panjang gelombang
yang terlihat sangat nyata, karena panjang gelombang ini adalah wilayah spektrum dengan
nilai energi yang paling besar disamping adaptasi diatas, sebenarnya hanya sedikit energi
matahari yang dapat dimanfaatkan dalam proses fotosintesis (0,025%).
Kebanyakan daun telah menjadi jenuh cahaya dan hanya 20% dari cahaya matahari
penuh yang dapat diserap. Dari jumlah ini hanya 20% yang disimpan dalam molekul gula
yang dihasilkan. Sejumlah cahaya yang dibutuhkan untuk fotosintesis, agar dapat seimbang
dengan menggunakan ikatan karbon yang digunakan untuk respirasi. Dalam hal ini
prosentase dari cahaya penuh, titik kopensasiuntuk permudaan tanaman biasanya berada
antara 2 dan 30%.
Cahaya dapat menembus daun dengan 4 cara
1. Irradiasi langsung yang tidak terhalang yang diberikan oleh noda-noda matahari.
Noda matahari ini mempunyai sifat berirradiasi langsung kecuali bila terjadi pengaruh
bayangan. (Anderson dan miller 1974). Cahaya matahari langsung nampak menjadi
berkurang nilainya pada sebagian besar di bawah kanopi.
5
2. Radiasi difusi yang tak terhalang merupakan cahaya langit difusi yang mengiringi
noda matahari.
3. Refleksi daun-daun tidak hanya meneruskan cahaya, tetapi sama dengan permukaan
biologis lainnya, memantulkan sebagian tertentu. Jumlah yang dipantulkan akan
tergantung pada beberapa parameter cahaya yang dipantulkan. Juga diubah
spektrumnya dengan cara yang sama seperti cahaya yang diteruskan.
4. Transmisi derajat penaungan lebih tergantung jumlah cahaya yang diabsorbsi dan
yang dipantulkan oleh daun.
Dari keempat cara tersebut diatas sudah jelas akan mempengaruhi terhadap proses
fotosintesis karena kualitas, intensitas dan fotoperiode cahaya untuk proses fotosintesa
terjadinya pada daun.
2.4 Faktor Yang Mempengaruhi Proses Penterapan Cahaya Matahari.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman Pertumbuhan tanaman
merupakan hasil interaksi yang kompleks antara faktor internal (dalam) dan Eksternal (luar).
Faktor internal meliputi faktor intrasel (sifat genetik,/hereditas) dan intersel (hormonal dan
enzim).Faktor eksternal meliputi air tanah dan mineral, kelembapan udara, suhu udara,
cahaya dan sebagainya. Faktor internal yang mempengaruhi Pertumbuhan Tanaman: 1).Sifat
Menurun atau hereditas Ukuran dan bentuk tumbuhan banyak dipengaruhi oleh faktor
genetik. Faktor genetik dapat digunakan sebagai dasar seleksi bibit unggul. 2).Hormon Pada
Tumbuhan Hormon merupakan hasil sekresi dalam tubuh yang dapat memacu pertumbuhan,
tetapi ada pula yang dapat menghambat pertumbuhan . Hormon-hormon pada tumbuhan iaitu
auksin, giberilin, gas etilen, sitokinin, asam absisat dan kalin. Faktor eksternal yang
mempengaruhi pertumbuhan tanaman: 1).Cahaya Matahari Cahaya jelas pengaruhnya
terhadap pertumbuhan tanaman. Cahaya merupakan sumber energy untuk fotosintesis. Daun
dan batang tumbuhan yang tumbuh disimpan dalam tempat yang gelap akan kelihatan kuning
pucat. Tumbuhan yang kekurangan cahaya menyebabkan batang tumbuh lebih panjang,
kurus, serta daun tumbuh tidak normal. Panjang penyinaran mempunyai pengaruh khusus
bagi pertumbuhan dan reproduksi tumbuhan. 2).Temperature/suhu. Temperature
mempengaruhi pertumbuhan dan reproduksi tumbuhan. Perubahan temperature seperti dingin
atau panas mempengaruhi kemampuan fotosintesis , translokasi, respirasi, dan transpirasi.
Jika temperature terlalu dingin atau terlalu tinggi pertumbuhan akan menjadi lambat atau
terhenti sama sekali. Pada beberapa tumbuhan apabila lingkungan, air , temperature, dan
cahaya tidak memungkinkan untuk tumbuh. 3).Kelembaban Atau Kadar Air Tanah dan udara
yang kurang lembab umumnya berpengaruh baik terhadap pertumbuhan kerana
meningkatkan penyerapan air dan menurunkan penguapan atau transpirasi. 4).Air dan Unsur
Hara Air merupakan senyawa yang sangat penting bagi tumbuhan. Fungsi air antara lain
sebagai media reaksi enzimatis, berperanan dalam sistem fotosintesis, menjaga turgiditas sel
dan kelembapan. Kandungan air dalam tanah mempengaruhi kelarutan unsur hara dan
menjaga suhu tanah. Tanaman ,menyerap unsur hara dari media tempat hidupnya, iaitu dari
tanah ataupun dari air. Unsur hara merupakan salah satu penentu pertumbuhan suatu tanaman
baik atau tidaknya tumbuhan berkembangbiak.
6
DAFTAR PUSTAKA
RUJUKAN BUKU
AAK. 1983. Dasar-Dasar Bercocok Tanam. Yogyakarta: Kanisius
Fitter A.H. dan Hay R.K.M. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Yogyakarta: Gadjah
Mada University Press
Jumin, H.B. 2008. Dasar-Dasar Agronomi. Jakarta: PT Rajagrafindo Persada
Tjasjono Bayong. 1995. Klomatologi Umum. Bandung: Penerbit ITB Bandung
RUJUKAN INTERNET
Admin. 2009. Pengaruh Cahaya pada Pertumbuhan Tumbuhan.[serial on line].
http://kampoengpintar.blogspot.com/2009/03/pengaruh-cahaya-pada-pertumbuhan.html. [7
Maret 2012].
7
LAMPIRAN
8
DAFTAR ISI
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang
BAB 11 URAIAN
1
1
2
2.1 Pengertian Cahaya dan Perananan dalam Kehidupan
2
2.2 Proses Tanaman Mendapatkan Energi
2
2.3 Pengaruh Cahaya Terhadap Kehidupan Tanaman
3
2.4 Faktor yang Mempengaruhi Proses Penyerapan Cahaya Matahari
6
DAFTAR PUSTAKA
7
LAMPIRAN
8
9