hubungan cahaya dan tanaman

STAF LAB. ILMU TANAMAN
CAHAYA
 Faktor esensial pertumbuhan dan
perkembangan tanaman
 Cahaya memegang peranan penting
dalam proses fisiologis tanaman,
terutama fotosintesis, respirasi, dan
transpirasi
 Fotosintesis : sebagai sumber energi
bagi reaksi cahaya, fotolisis air
menghasilkan daya asimilasi (ATP dan
NADPH2)
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 Cahaya matahari ditangkap daun sebagai foton
 Tidak semua radiasi matahari mampu diserap
tanaman, cahaya tampak, dg panjang gelombang 400
s/d 700 nm
 Faktor yang mempengaruhi jumlah radiasi yang
sampai ke bumi: sudut datang, panjang hari, komposis
atmosfer
 Cahaya yang diserap daun 1-5% untuk fotosintesis, 7585% untuk memanaskan daun dan transpirasi
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 Peranan cahaya dalam respirasi, fotorespirasi,
menaikkan suhu
 Peranan cahaya dalam transpirasi, transpirasi
stomater, mekanisme bukaan stomata
 Kebutuhan intensitas cahaya berbeda untuk
setiap jenis tanaman, dikenal tiga tipe tanaman
C3, C4, CAM
 C3 memiliki titik kompensasi cahaya rendah,
dibatasi oleh tingginya fotorespirasi
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 C4 memiliki titik kompensasi cahaya tinggi, sampai
cahaya terik, tidak dibatasi oleh fotorespirasi
 Besaran yang menggambarkan banyak sedikitnya
radiasi matahari yang mampu diserap tanaman:ild
 ILD kritik dan ILD optimum, ILD kritik menyebabkan
pertumbuhan tanaman 90% maksimum. ILD
optimum menyebabkan pertumbuhan tanaman (CGR)
maksimum
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 ILD optimum setiap jenis tanaman berbeda
tergantung morfologi daun
 Faktor eksternal juga mempengaruhi nilai ild
optimum, misalnya jarak tanam (kerapatan
tanaman) maupun sistem tanam
 Faktor eksternal mempengaruhi radiasi yang
diserap dan nilai ILD optimum, melalui efek
penaungan (mutual shading)
 Penaungan: distribusi cahaya dalam tajuk tidak
merata, ada daun yang bersifat parasit terhadap
fotosintat yang dihasilkan daun yang lain, NAR
rendah, CGR rendah, telah tercapai titik
kompensasi cahaya, ILD telah melampaui nilai
optimumnya
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 Kaitannya dengan ILD optimum setiap jenis tanaman
perlu dilakukan kajian mengenai jarak tanam yang
menyebabkan tercapainya ILD optimum tersebut.
Pengaturan jarah tanam ditentukan oleh tingkat
kesuburan lahan maupun habitus tanaman (morfologi
tanaman)
 Penentuan kerapatan tanaman dipengaruhi juga oleh
hasil ekonomis yang akan diambil dari pertanaman.
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 Hasil ekonomis tanaman berupa biji (produk
reproduktif yang lain). Kalo dibuat grafik hub
antara kerapatan dengan hasil, kurve berbentuk
parabolik, ada nilai LAI optimum. Peningkatan
kerapatan tanaman setelah LAI optimum,
menimbulkan penurunan hasil. Hasil fotosintesis
digunakan lebih banyak untuk keperluan vegetatif
 Hasil ekonomis tanaman berupa bagian vegetatif
tanaman, grafik hub antara kerapatan dengan
hasil berbentuk asimtotik. Jarak tanam dibuat
serapat mungkin supaya penyerapan radiasi
maksimum cepat tercapai, dapat dikatakan tidak
ada LAI optimum
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
Faktor yang Menentukan Besarnya Radiasi
Matahari ke Bumi
 Sudut datang matahari (dari suatu titik tertentu di
bumi)
 Panjang hari
 Keadaan atmosfer (kandungan debu dan uap air)
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 Panjang hari sering menjadi faktor pembatas
pertumbuhan di daerah sub-tropik
 Keberadaan radiasi, sering terbatas di sub-tropik pada
musim tertentu, sehingga kekurangan radiasi
matahari merupakan kendala utama pertanian di subtropik
 Panjang hari di daerah tropik tidak terlalu
menimbulkan masalah (bukan faktor pembatas),
relatif konstan, 12 jam/hari
 Yang sering menjadi faktor pembatas adalah masalah
kelebihan radiasi (intensitas matahari)
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
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
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 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
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 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
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
Dampak pemberian naungan
terhadap iklim mikro
 Mengurangi IC di sekitar sebesar 30-40%
 Mengurangi aliran udara disekitar tajuk
 Kelembaban udara disekitar tajuk lebih stabil (6070%)
 Mengurangi laju evapotranspirasi
 Terjadi keseimbangan antara ketersediaan air dengan
tingkat transpirasi tanaman
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
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%
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
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)
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 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%
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 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
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
Kekurangan Air Diatasi dg naungan
 Naungan mengurangi volume kecepatan aliran
permukaan dan meningkatkan air tersedia bagi
tanaman
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
Pengaruh lingkungan (Tekanan)
 Pengaruh merusak yang dipaksakan, dikendalikan
oleh lingkungan
 Respon adaptasi, dikendalikan oleh tanaman
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 Kerusakan: kematian sebagian organ maupun
keseluruhan tanaman, penurunan pertumbuhan
karena kelainan fisiologis
 Kerusakan: resistensi tanaman terhadap tekanan
lingkungan berkurang
 Respon beradaptasi, merupakan pengendali yang
halus terhadap resistensi
 Resistensi bisa elastis (terbalikkan) maupun plastis
(tidak terbalikkan)
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
 Resistensi elastis, efek mekanisme fisiologis (lebih
besifat fisiologis)
 Resistensi plastis, efek adaptasi morfologis
 Tekanan cahaya bisa menimbulkan respon fisiologis
(dalam aktivitas fotosintesis) maupun respon
morfologis (berubahnya ukuran daun dll)
 Kedua respon tsb memerlukan fleksibilitas fenotipe
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada
Respon Morfologi
 Makromorfologi: tinggi tanaman, diameter
tanaman, sudut percabangan, jumlah daun, luas
daun dll
 Mikromorfologi: kandungan klorofil daun,
ketebalan daun dll
 Tinggi tanaman lebih cepat naik di tempat teduh,
diameter tanaman lebih cepat naik di tempat
tanpa naungan, sudut percabangan lebih besar
ditempat ternaungi, luas daun lebih besar di
tempat ternaungi, begitu juga dengan jumlah
daun
 Kandungan klorofil lebih tinggi di tempat terang,
ketebalan daun lebih tinggi di tempat terang
Laboratorium Ilmu Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada