3. 1. Beda Tumbuh dan Diferensiasi
a. Tumbuh
- pergandaan protoplasma
- perbanyakan sel
- pertambahan volume
- pertambahan massa
- Fenologi tanaman
Beberapa ahli mendeinisikan pertumbuhan
tanaman sebagai proses pembelahan dan
pemanjangan sel , ahli tanah umumnya mendeinisikan
pertrumbuhan sebagai peningkatan bahan kering.
Dalam akhir analisis perkembangan dan morfogenesis
tanaman merupakan akibat dari pembelahan ,
pembesaran dan differensiasi sel.
5. 1. Beda Tumbuh dan Diferensiasi
a. Diferensiasi
- terjadinya diferensiasi pada organ dan jaringan
tumbuhan karena:
• Semua informasi genetik yang dimiliki oleh
tumbuhandiwariskan kepada sel anakan pada
pembelahan sel. Informasi yang pada jaringan
tertentu tidak diperlukan tetap ada tapi
dinonaktifkan.
• Semua sel anakan mula mula memperoleh semua
informasi genetik, tetapi bila tidak lagi diperlukan
akan mengalami degradasi
• Semua informasi genetik diwariskan sama banyak
tetapi pada jaringan tertentu infirmasi itu
dilipatgandakan.
8. 1. Beda Tumbuh dan Diferensiasi
a. Diferensiasi
- Heteroblastik
Pada fase pertumbuhan yang berbeda
mungkin bentuk morfologi organ berbeda ,
misalnya pada daun pada semai berbeda dengan
pada masa tua ,bentuk morologi organ berbeda .
- Homoblastik
Tumbuhan yang tidak menunjukkan
perbedaan morfologi antara fase muda dan tua
dinamakan tumbuhan dengan perkebembangan
homoblastik.
9. 1. Beda Tumbuh dan Diferensiasi
a. Diferensiasi
Proses dierensiasi mempunyai tiga syarat, yaitu :
1. Hasil asimilasi yang tersedia dalam keadaan berlebihan untuk dapat
dimanfaatkan pada kebanyakan kegiatan metabolik.
2. Temperatur yang menguntungkan
3. Terdapat sistem enzim yang tepat untuk mempertarani proses dierensiasi .
Apabilah ketiga syarat itu terpenuhi salah satu atau lebih dari ketiga
respon itu akan terjadi :
• Penebalan dinding sel
• Deposit sebagian sel
• Pengerasan protoplasma (Loomis, 1953).
Produksi suatu hasil tanaman budidaya yang berkualitas seringkali
mempersyaratkan strategi produksi yang dapat mencapai suatu keseimbangan
yang tepat antara pertumbuhan dengan dierensiasi . Pertumbuhan itu penting tapi
umumnya tidak harus didahulukan(misalnya, dengan air dan N) untuk
menomorduakan dierensiasi.
10. Tanaman budidaya serelia di daerah yang
banyak air dan kandungan Nnya tinggi , terutama
dengan penyinaran rendah (misalnya pada tegakan
yang rimbun), mempunyai batang yang dindingnya
tipis dan cenderun untuk jatuh rebah. Pembatasan
faktor-aktor ini akan berakibat sebaliknya. Dinding
sel tipis memang diharapkan untuk tangkai daun
seledri agar empuk , sehingga tujuannya ialah
menggalakkan pertumbuhan tangkai daun dengan
persediaan air dan N yang secukunya dan
mengurangi diferensiasi , dengan perlakuan –
perlakuan ini dan dengan menaungi tangkai daun itu
untuk mengurangi hasil asimilasi.
11. 2. Arti Penting Fase Pertumbuhan dan
Praktek Budidaya Tanaman
Pola pertumbuhan sepanjang satu generasi
secara khas dicirikan oleh suatu fungsi
pertumbuhan yang disebut Kurva sigmoid . Jngka
waktunya mungkin bervariasi kurang dari beberapa
hari sampai bertahun- tahun, tergantung pada
organismenya atau organnya, tetapi pola kumpulan
sigmoid tetap merupakan ciri semua organisme.
Kurva menunjukkan ukuran kumulati sebagai
fungsi dari waktu. Tiga fase utama biasanya mudah
dikenali, fase logaritmik , fase linear dan fase
penuaan(Sinnt,1960;Richard,1969).
12. 1. Fase Logaritmik
Ukuran (V) bertambah secara eksponensial sejalan dengan waktu
(t) inilah berarti bahwa laju pertumbuhan (Dv / dt) lambat pada awalnya
tapi kemudian meningkat terus .Laju berbanding lurus dengan ukuran
organisme , semakin besar organisme semakin cepat ia tumbuh . Fase
pertumbuhan logaritmik ditunjukkan juga oleh sel tunggal, misalnya sel
raksasa ganggang Nitella , dan oleh populasi organisme bersel tunggal ,
misalnya bakteri atau khamir, yang setiap produk pembelahannya mampu
tumbuh dan membelah lagi. Para ahli matematika membandingkan fase
logaritmik ini dengan pertumbuhan uang yang bunganya berbungah.
Bungah yang dibungahkan lagi , sehingga jumlah totalnya tumbuh secara
eksponensial.
Kurva berbentuk S aka terbentuk karena adanya perbedaan laju
pertumbuhan sepanjang daur hidupnya. Misalnya pertumbuhan kecambah
itu lambat an biasanya negatif dalam hal penambahan berat kering selama
periode yang pendek saja, selama satu atau dua minggu . Fase ini diikuti
oleh suatu periode laju pertumbuhan eksponensial ini yang relati pendek
dalam tajuk tanaman budidaya.
13. 2. Fase Linear
Penambahan ukuran berlangsung secara konstans ,
biasanya pada laju maksimum selama bebrapa waktu
lamanya .(Laju pertmbuhan yang konstan ditunjukan oleh
kemiringan yang konstan pada bagian atas kurva tinggi
tanaman dan oleh bagian mendatar kurva laju tumbuh di
bagian bawah , yaitu bagian kurva laju tumbuh untuk
kapri Alaska dan seluruh kurva untuk Kapri Swartbekkie
pada gambar di bawah tidak begitu jelas mengapa laju
pertumbuhan pada fase ini konstan , dan bukan
sebanding dengan peningkatan ukuran organisme. Tapi,
pada batang tak bercabang, fase linear tersebut
disebabkan hanya oleh aktivitas yang konstan dari
meristem apikalnya.
14. 2. Fase Linear
Fase linear merupakan lanjuta berikutnya selama
periode yang relati panjang , selama ini terjadi penambahan
berat kering pada laju yang konstan . Pada tegakan tanaman
budidaya , fase linear merupakan pernyataan dari laju
pertumbuhan tanaman budidaya(Crop Growth Rate = CGR)
CGR batang , dan bagian- bagian tanmana yang lain mungkin
menjadi negatif sejalan dengan hilangnya sebagian berat
batang dengan adanya pertambahan pertambahan biji,
karena terjadinya mobilisasi dan retribusi cadangan makanan
yang tidak tetap ke biji. Prinsip retribusi hasil asimilasi dari
struktur vegetatif ke struktur reproduktif dijelaskan pada
gambar.laju yang linear diikuti oleh suatu fase lajunya
menurun , penambahan pertumbuhan secara progesif
berkurang menurut waktu sampai mencapai keadaan
mantap. Fase keadaan mantap ini misalnya penambahan
berat kering seimbang derngan berkurangnya berat kering.
15. 3. Fase penuaan
Fase penuaan dicirikan oleh laju pertumbuhan yang
menurun saat pertumbuhan sudah mencapai kematangan dan
mulai menua . Penuaan akan dibahas kemudian.
walaupun kurva pada gambar mewakili banyak spesies ,
kurva pertumbuhan spesies dan organ lain sering berbeda. Pada
gambar fase linear hampir tak terlihat maka faselogaritmik dan
fase penuaan hampir menyambung. Yang lebih lazim , fase
linearnya panjang. Kapri Swartbekkie merupakan contoh yang
agak ekstream . Laju tumbuhnya konstan , yaitu pada
pertambahan tinggi 21 mm per hari, selama hampir dua bulan.
(Fase penuaan tidak terlihat, walaupun sebenarnya terjadi
kemudian). Kapri Alaska , kultivar jenis tinggi lainnya ,
memperlihatkan kurva pertumbuhan yang lebih sigmoid dan
kurva laju berbentuk lonceng yang mendatar di bagian atasnya
karena fase linearnya panjang.
16. 3. Tumbuh Vegetatif dan Tumbuh
Reproduktif dalam Konteks
Pertumbuhan reprodukti pada tanaman
semusim tampak mutlak menuntut hasil asimilasi .
Pda tanaman semusim pertumbuhan vegetati
diakhiri oleh reproduksi. Dun , batang , dan bagian –
bagian vegetati lainnya yang tidak hanya gagal
untuk bersaing dalam hasil – hasil asimilasi yang
diproduksi selama pemasakan buah, tetapi sampai
batas tertentu mungkin mnyumbangkan karbon dan
mineral yang telah ditimbun sebelumnya melalui
proses mobilisasi dan retribusi . Prosese ini
mempercepat penuaan dan akhirnya berakibat
matinya tanaman.
17. 3. Tumbuh Vegetatif dan Tumbuh
Reproduktif dalam Konteks
Tanaman tahunan tampaknya hanya mencapai
sebagian perjanjian saja untuk reproduksi , yaitu pucuk
yang mengandung buah mungkn tetpap sehat atau
bahkan bila pucuk itu mati , biasanya pucuk vegetati
yang baru akan muncul dari kuncup ketiak untuk
menggantikan kuncup yang mengandung buah yang
menua . Tanaman tahuan seperti pohon apel dan jeruk
tampaknya toidak terlalu diperngaruhi oleh adanya
buah yang sedang masak . Pucuk rumput – ruimputan
dan legum herba tahunan yang mengandung buah
biasanya menua seperti pada tanmaan semusim, tetai
pucuk baru muncul dari kuncup mahkota yang
berakibat adanya proses menahun.
18. IV Interaksi Antagonisme
Hubungan Gulma Dengan Fisiologi Tanaman
Hubungan Gulma Dengan Fisiologis Tanaman Lanjutan
Hubungan Mikroorganisme Dengan Fisiologis Tanaman
Hubungan Hama Dan Penyakit Dengan Fisiologis Tanaman
19. Hubungan Gulma Dengan Fisiologi Tanaman
Produksi tanaman pertanian, baik yang diusahakan dalam
bentuk pertanian rakyat ataupun perkebunan besar ditentukan
oleh beberapa faktor antara lain gulma. Kerugian akibat gulma
terhadap tanaman bervariasi, tergantung jenis tanamannya, iklim,
jenis gulmanya, dan praktek pertanian di samping faktor lain. Di
Amerika Serikat besarnya kerugian tanaman yang disebabkan oleh
gulma 28 % dari kerugian total. Di negara yang sedang
berkembang, kerugian karena gulma tidak saja tinggi, tetapi juga
mempengaruhi persediaan pangan dunia.Tanaman perkebunan
juga mudah terpengaruh oleh gulma, terutama sewaktu masih
muda. Apabila pengendalian gulma diabaikan sama sekali, maka
kemungkinan besar usaha tanaman perkebunan itu akan rugi
total. Pengendalian gulma yang tidak cukup pada awal
pertumbuhan tanaman perkebunan akan memperlambat
pertumbuhan dan masa sebelum panen. Beberapa gulma lebih
mampu berkompetisi daripada yang lain (misalnya Imperata
cylindrica), yang menyebabkan kerugian lebih besar.
20. Hubungan Gulma Dengan Fisiologi Tanaman
Persaingan antara gulma dan tanaman dalam
mengambil unsur hara dan air dari dalam tanah dan
penerimaan cahaya matahari untuk proses fotosintesis,
menimbulkan kerugian dalam produksi baik kualitas
maupun kuantitas. Cramer (1975) menyebutkan
kerugian berupa penurunan produksi dari beberapa
tanaman adalah sebagai berikut. Padi 10,8 %; sorgum
17,8 %; jagung 13 %; tebu 15,7 %; coklat 11,9 %;
kedelai 13,5 % dan kacang tanah 11,8 %. Menurut
percobaan, pengendalian gulma pada padi
menurunkan persaingan gulma tersebut antara 25-50
%.
21. Hubungan Gulma Dengan Fisiologi Tanaman
A. Kompetisi Gulma terhadap Tanaman
Adanya persaingan gulma dapat mengurangi kemampuan tanaman untuk
berproduksi. Persaingan atau kompetisi antara gulma dan tanaman dalam menyerap unsur
hara dan air dari dalam tanah, dan penerimaan cahaya matahari untuk proses fotosintesis,
menimbulkan kerugian dalam produksi baik kualitas dan kuantitas.
a. Persaingan memperebutkan hara
Setiap lahan berkapasitas tertentu dalam mendukung pertumbuhan berbagai
pertanaman atau tumbuhan yang tumbuh di permukaannya. Jumlah bahan organik yang
dapat dihasilkan oleh lahan itu tetap walaupun kompetisi tumbuhannya berbeda; oleh
karena itu jika gulma tidak dikendalikan, maka sebagian hasil bahan organik dari lahan itu
berupa gulma. Hal ini berarti walaupun pemupukan dapat menaikkan daya dukung lahan,
tetapi tidak dapat mengurangi kompetisi hasil tumbuhan atau dengan kata lain gangguan
gulma tetap ada dan merugikan walaupun tanah dipupuk.
Yang paling diperebutkan antara pertanaman dan gulma adalah unsur nitrogen,
dan karena nitrogen dibutuhkan dalam jumlah yang banyak, maka ini lebih cepat habis
terpakai. Gulma menyerap lebih banyak unsur hara daripada pertanaman. Pada bobot kering
yang sama, gulma mengandung kadar nitrogen dua kali lebih banyak daripada jagung; fosfat
1,5 kali lebih banyak; kalium 3,5 kali lebih banyak; kalsium 7,5 kali lebih banyak dan
magnesium lebih dari 3 kali. Dapat dikatakan bahwa gulma lebih banyak membutuhkan
unsur hara daripada tanaman yang dikelola manusia.
22. b. Persaingan memperebutkan air
Sebagaimana dengan tumbuhan lainnya, gulma
juga membutuhkan banyak air untuk hidupnya. Jika
ketersediaan air dalam suatu lahan menjadi terbatas,
maka persaingan air menjadi parah. Air diserap dari
dalam tanah kemudiaan sebagian besar diuapkan
(transpirasi) dan hanya sekitar satu persen saja yang
dipakai untuk proses fotosintesis. Untuk tiap kilogram
bahan organik, gulma membutuhkan 330 – 1900 liter
air. Kebutuhan yang besar tersebut hampir dua kali
lipat kebutuhan pertanaman. Contoh gulma Helianthus
annus membutuhkan air sebesar 2,5 kali tanaman
jagung. Persaingan memperebutkan air terjadi serius
pada pertanian lahan kering atau tegalan.
23. c. Persaingan memperebutkan cahaya
Apabila ketersediaan air dan hara telah cukup dan pertumbuhan berbagai tumbuhan subur, maka faktor pembatas
berikutnya adalah cahaya matahari. Berbagai pertanaman berebut untuk memperoleh cahaya matahari. Tumbuhan
yang berhasil bersaing mendapatkan cahaya adalah yang tumbuh lebih dahulu, oleh karena itu tumbuhan itu lebih tua,
lebih tinggi, dan lebih rimbun tajuknya. Tumbuhan lain yang lebih pendek, muda, dan kurang tajuknya, dinaungi oleh
tumbuhan yang terdahulu serta pertumbuhannya akan terhambat.
Tumbuhan yang lebih efisien menggunakan air, suhu, dan sinar sehingga lebih kuat bersaing berebut
cahaya pada keadaan cuaca mendung. Oleh karena itu penting untuk mengendalikan gulma dari familia Cyperaceae
dan Gramineae (Poaceae) di sekitar rumpun padi.
Dari peristiwa persaingan antara gulma dan tanaman pokok dalam memperebutkan unsur hara, air, dan
cahaya matahari, Eussen (1972) menelorkan rumus:
CV = CVN + CVW + CVL
di mana TCV = total competition value
CVN = competition value for nutrient
CVW = competition value for water
CVL = competition value for light.
Nilai persaingan total yang disebabkan oleh gulma terhadap tanaman pokok merupakan penggabungan
dari nilai persaingan untuk hara + nilai persaingan untuk air + nilai persaingan untuk cahaya.
Besar kecilnya (derajad) persaingan gulma terhadap tanaman pokok akan berpengaruh terhadap baik
buruknya pertumbuhan tanaman pokok dan pada gilirannya akan berpengaruh terhadap tinggi rendahnya hasil
tanaman pokok. Besar kecilnya persaingan antara gulma dan tanaman pokok dalam memperebutkan air, hara, dan
cahaya atau tinggi rendahnya hambatan terhadap pertumbuhan atau hasil tanaman pokok jika dilihat dari segi
gulmanya, dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti berikut ini.
24. • c. Saat kemunculan gulma
Semakin awal saat kemunculan gulma, persaingan yang terjadi semakin
hebat, pertumbuhan tanaman pokok semakin terhambat, dan hasilnya semakin
menurun. Hubungan antara saat kemunculan gulma dan pertumbuhan atau hasil
tanaman pokok merupakan suatu korelasi positif. Hasil penelitian Erida dan
Hasanuddin (1996) memperlihatkan bahwa saat kemunculan gulma bersamaan
tanam, 15, 30, 45, 60, dan 75 hari setelah tanam masing-masing memberikan
bobot biji kedelai sebesar 166,22; 195,82; 196,11; 262,28; 284,77 dan 284,82
g/petak (2m x 3m).
• d. Lama keberadaan gulma
Semakin lama gulma tumbuh bersama dengan tanaman pokok, semakin
hebat persaingannya, pertumbuhan tanaman pokok semakin terhambat, dan
hasilnya semakin menurun. Hubungan antara lama keberadaan gulma dan
pertumbuhan atau hasil tanaman pokok merupakan suatu korelasi negatif.
Perlakuan lama keberadaan gulma 0, 15, 30, 45, 60, 75, dan 90 hari setelah tanam
masing-masing memberikan bobot biji kedelai sebesar 353,37; 314,34; 271,45;
257,34; 256,64; 250,56, dan 166,22 g/petak (Erida dan Hasanuddin, 1996).
25. e. Kecepatan tumbuh gulma
Semakin cepat gulma tumbuh, semakin hebat persaingannya, pertumbuhan
tanaman pokok semakin terhambat, dan hasilnya semakin menurun.
f. Habitus gulma
Gulma yang lebih tinggi dan lebih lebat daunnya, serta lebih luas dan dalam
sistem perakarannya memiliki kemampuan bersaing yang lebih, sehingga akan lebih
menghambat pertumbuhan dan menurunkan hasil tanaman pokok
g. Jalur fotosintesis gulma (C3 atau C4)
Gulma yang memiliki jalur fotosintesis C4 lebih efisien, sehingga persaingannya
lebih hebat, pertumbuhan tanaman pokok lebih terhambat, dan hasilnya semakin
menurun.
h. Allelopati
Beberapa species gulma menyaingi tanaman dengan mengeluarkan senyawa dan
zat-zat beracun dari akarnya (root exudates atau lechates) atau dari pembusukan bagian
vegetatifnya. Bagi gulma yang mengeluarkan allelopat mempunyai kemampuan bersaing
yang lebih hebat sehingga pertumbuhan tanaman pokok lebih terhambat, dan hasilnya
semakin menurun.
Di samping itu kemiripan gulma dengan tanaman juga mempunyai arti penting.
Masing-masing pertanaman memiliki asosiasi gulma tertentu dan gulma yang lebih
berbahaya adalah yang mirip dengan pertanamannnya. Sebagai contoh Echinochloa
crusgalli lebih mampu bersaing terhadap padi jika dibandingkan dengan gulma lainnya.
26. 2. Kompetisi Intraspesifik dan Interspesifik
Gulma dan pertanaman yang diusahakan manusia adalah sama-
sama tumbuhan yang mempunyai kebutuhan yang serupa untuk
pertumbuhan normalnya. Kedua tumbuhan ini sama-sama membutuhkan
cahaya, air, hara gas CO2 dan gas lainnya, ruang, dan lain sebagainya.
Apabila dua tumbuhan tumbuh berdekatan, maka perakaran kedua
tumbuhan itu akan terjalin rapat satu sama lain dan tajuk kedua tumbuhan
akan saling menaungi, dengan akibat tumbuhan yang memiliki sistem
perakaran yang lebih luas, lebih dalam dan lebih besar volumenya serta
lebih tinggi dan rimbun tajuknya akan lebih menguasai (mendominasi)
tumbuhan lainnya.
- intra spesific competition terjadinya persaingan antar-individu dalam
spesies tumbuhan yang sama
- inter spesific competition persaingan antar-individu dalam spesies
tumbuhan yang berbeda
Persaingan gulma terhadap pertanaman disebabkan antara lain
oleh karena gulma lebih tinggi dan lebih rimbun tajuknya, serta lebih luas
dan dalam sistem perakarannya, sehingga pertanaman kalah bersaing
dengan gulma tersebut.
27. 3. Periode Kritis
Periode kritis adalah periode ketika tanaman pokok
sangat peka atau sensitif terhadap persaingan gulma,
sehingga pada periode tersebut perlu dilakukan
pengendalian, dan jika tidak dilakukan maka hasil tanaman
pokok akan menurun. Pada umumnya persaingan gulma
terhadap pertanaman terjadi dan terparah pada saat 25 – 33
% pertama pada siklus hidupnya atau ¼ – 1/3 pertama dari
umur pertanaman. Persaingan gulma pada awal
pertumbuhan tanaman akan mengurangi kuantitas hasil
panenan, sedangkan gangguan persaingan gulma menjelang
panen berpengaruh lebih besar terhadap kualitas hasil
panenan. Waktu pemunculan (emergence) gulma terhadap
pertanaman merupakan faktor penting di dalam persaingan.
Gulma yang muncul atau berkecambah lebih dahulu atau
bersamaan dengan tanaman yang dikelola, berakibat besar
terhadap pertumbuhan dan hasil panenan. Sedangkan gulma
yang berkecambah (2-4 minggu) setelah pemunculan
pertanaman sedikit pengaruhnya.
28. Bahan bacaan
• Marschner, H. 1985. Mineral nutrition of higher plants. Institute of plant nutrition,
Univ. of Hohenheim, Federal Republic of Germany.
• K. Mengel and E.A. Kirby. 1978. Principles of plant nutrition
• Fitter, A.H., and R.K.M. Hay. 1981. Environmental physiology of plants. Dept. of
Biol. Univ. of York. England.
• Salisbury, F. B., and Ross. 1992. Plant physiology. Wadsworth Pub. Co. Division
of Wadsworth, Inc.
• Garner, F.P, R.B. Pearce, and R. L. Mitchell. 1991. Physiology of crop plants. The
Iowa State Univ. Press.Ames, IA.
• Goldsworthy, P.R. and N.M. Fisher. 1984. the physilogy of tropical field crops
• M.B.Pessarakli (ed) 1994) Handbook of plant and crop phyisiology. Marcell
Dekker. Inc. New York.
• M. Wilkins (ed) 1990. Advanced plant Physiology. Longman. New York
• E. Zamski dan A.A. Schaffer. 1996. Photoassimilate distribution in plants and
crops. Marcell Dekker. Inc. New York.
• Goldsworthy, P.R. and N.M. Fisher. 1984. The physilogy of tropical field crops.
• Allen V. B and David J. P. (Edits). 2006. Handbook of Plant Nutrition. CRC is an
imprint of the Taylor & Francis Group,, Boca Raton London New York
• Jurnal Ilmiah mutakhir
29. Tabel klasifikasi tipe respons
II Adaptasi dengan penjelasan secara morfologi dan menurut
tingkah laku
1 Penyesuaian terhadap perubahan temporal di dalam
lingkungan
a. Reaksi yang mendadak seperti respons tingkah laku
yang terjadi pada gerakan-gerakan daun dan stomata
b. Reaksi jangka panjang, seperti perbedaan musiman di
dalam bentuk pertumbuhan termasuk dormansi, daun-
daun-daun muda dan yang telah dewasa
2 Penyesuaian terhadap perubahan ruang dan lingkungan
a. Respons kualitatif, perbedaan struktur yang dihasilkan,
seperti daun-daun yang terkena langsung oleh cahaya
dan daun-daun yang ternaungi, serta aerenchim pada
tanaman-tanaman yang tergenang
b. Respons kuantitatif, perubahan-perubahan dalam alokasi
sumber, seperti reaksi morfologi kerapatan dan naungan
atau terhadap tekanan nutrien
