Definisi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Pertumbuhan tanaman dapat didefinisikan sebagai peristiwa perubahan biologis
yang terjadi pada makhluk hidup berupa perubahan ukuran yang bersifat
irreversible (tidak berubah kembali ke asal atau tidak dapat balik).
Perkembangan adalah proses menuju pencapaian kedewasaan atau tingkat yang
lebih sempurna pada makhluk hidup.
Perbedaan pertumbuhan dan perkembangan
Pertumbuhan pada makhluk hidup bersel banyak (multiselluler) ditandai dengan
pertambahan ukuran sel (sel bertambah besar dan panjang) dan pertambahan
jumlah sel. Sedangkan pertumbuhan pada makhluk ber sel satu (uniseluler)
ditandai dengan penambahan ukuran sel.
Adanya proses pertumbuhan ini dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif.
Secara empiris pertumbuhan tanaman dapat dinyatakan sebagai suatu fungsi dari
:
genotipe X lingkungan = F (faktor pertumbuhan) internal X faktor pertumbuhan
eksternal).
Tanaman yang bertambah panjang di tempat gelap belum dapat dikatakan tumbuh
walaupun volumenya bertambah, karena bobot kering sebenarnya menurun akibat
respirasi yang terus berlangsung, sedangkan fotosintesa tidak terjadi. Dalam
keadaan normal pertumbuhan bukan saja pertambahan volume tetapi juga diikuti
oleh pertambahan bobot kering.
Proses pertumbuhan tanaman terdiri dari pembelahan sel, lalu diikuti oleh
pembesaran sel dan terakhir adalah difrensiasi sel. Pertumbuhan hanya terjadi
pada lokasi tertentu saja, yaitu pada jaringan meristem. Jaringan meristem
adalah jaringan yang sel-selnya aktif membelah.
Mitosis terjadi pada daerah meristem dan untuk pembelahan ini yang paling
aktif dalam pembelahan sel ini adalah jaringan meristem ujung akar dan batang.
Aktivitas meristem kedua bagian ini menyebabkan terjadinya pertumbuhan ke
bawah dan ke atas yang disebut juga pertumbuhan primer. Sedangkan pertumbuhan
ke samping yang dimotori oleh pembelahan sel-sel pada kambium disebut
pertumbuhan sekunder.
Proses pertumbuhan ini terjadi karena adanya pembelahan mitosis, yaitu
pembelahan sel-sel tubuh. diperlukan karbohidrat dan protein dalam jumlah yang
relatif besar. Pembelahan itu sendiri ada dua jenis yaitu meiosis dan mitosis.
Kalau mitosis pembelahan dari sel tubuh sedangkan meiosis pembelahan sel
kelamin. Untuk kegiatan mitosis ini maka pengangkutan air, karbohidrat,
protein dan zat-zat lain ke daerah meristem berjalan lancar.
Setelah pembelahan sel, akan terjadi pembesaran sel. Seperti pada pembelahan
sel, pembesaran sel juga terjadi pada jaringan meristem. Urutan terakhir dari
proses pertumbuhan tanaman disebut diferensiasi. Pertumbuhan merupakan salah
satu ciri makhluk hidup.
Tumbuhan tumbuh dari kecil menjadi besar dan berkembang dari satu zigot
menjadi embrio kemudian menjadi satu individu yang mempunyai akar, batang, dan
daun. Pertumbuhan merupakan hasil interaksi antara faktor dalam dan luar.
Pertumbuhan merupakan proses yang irreversibel artinya tidak dapat balik
Perubahan dari kecil menjadi dewasa pada kedelai misalnya merupakan akibat
dari proses pertumbuhan dan perkembangan. Berbeda dengan pertumbuhan, proses
perkembangan ini tidak dapat diukur sehingga tidak dapat dinyatakan secara
kuantitatif.
Perkembangan pada tumbuhan merupakan suatu proses menuju tercapainya
kedewasaan pada tumbuhan tersebut. Tumbuhan dikatakan dewasa jika tumbuhan
tersebut sudah membentuk bunga. Pertumbuhan dan dan perkembangan merupakan
gejalagejala yang saling berhubungan. Pertumbuhan sebagaimana telah
didefinisikan sebagai pertambahan ukuran (biasanya dalam bobot kering) yang
tidak dapat balik (irreversibel). Sedangkan perkembangan mencakup proses
diferensiasi, dan ditunjukkan oleh perubahan-perubahan yang lebih tinggi,
menyangkut spesialisasi secara anatomi dan fisiologi.
Diferensiasi merupakan salah satu proses penting dalam budidaya tanaman. Akan
tetapi perubahan dari sel sederhana ke organisme bersel banyak yang kompleks,
belum dapat dipahami secara sempurna. Mekanisme diferensiasi tanaman menjadi
sel yang kompleks tidaklah jelas. Akan tetapi faktor-faktor penting yang
mempengaruhi diferensiasi jaringan sudah banyak di teliti. Sebagai hasil dari
penelitian tersebut dikatakan beberapa faktor seperti hara dan hormon tumbuh
merupakan faktor yang memegang peranan penting dalam diferensiasi
tanaman.
Pertumbuhan yang terjadi pada tumbuhan dibagi menjadi dua macam yaitu
pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan primer adalah
pertumbuhan ukuran panjang pada bagian batang tumbuhan karena adanya aktivitas
jaringan meristem primer. Sedangkan pertumbuhan sel sekunder adalah
pertambahan besar dari organ tumbuhan karena adanya aktivitas jaringan
meristem sekunder yaitu kambium pada kulit batang, kambium batang, dan dan
akar.
Berdasarkan aktivitasnya, daerah pertumbuhan pada ujung akar dan ujung batang
dibedakan menjadi tiga daerah pertumbuhan yaitu:
- daerah pembelahan sel
- daerah perpanjangan sel
- daerah diferensiasi sel
Perkecambahan Benih
Perkecambahan merupakan proses pertumbuhan dan perkembangan embrio. Hasil
perkecambahan ini adalah munculnya tumbuhan kecil dari dalam biji. Proses
pertumbuhan embrio saat perkecambahan benih adalah plumula tumbuh dan
berkembang menjadi pucuk dan radikula tumbuh dan berkembang menjadi akar.
Berdasarkan letak kotiledon pada saat perkecambahan dikenal dua tipe
perkecambahan yaitu hipogeal dan epigeal.
- Hipogeal
Pada perkecambahan ini terjadi pertumbuhan memanjang dari epikotil yang
menyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul diatas tanah
kotiledon tetap berada di dalam tanah, contohnya kecambah jagung.
- Epigeal
Pada perkecambahan ini hipokotil tumbuh memanjang akibatnya kotiledon dan
plumula terdorong ke permukaan tanah, sehingga kotiledon berada diatas tanah,
contoh pada kacang hijau.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan
Pengaruh lingkungan terhadap pertumbuhan tanaman dapat dibagi atas dua faktor
yaitu lingkungan dan genetik. Lingkungan tumbuh tanaman sendiri dapat
dikelompokkan atas lingkungan biotik (tumbuhan lain, hama, penyakit dan
manusia), dan abiotik (tanah dan iklim). Penjelasan dari faktor-faktor
tersebut dapat diringkas sebagai berikut:
1. Genetik
Gen adalah faktor pembawa sifat menurun yang terdapat di dalam makhluk hidup.
Gen berpengaruhi setiap struktur makhluk hidup dan juga perkembangannya,
Walaupun gen bukan satu-satunya faktor yang mempengaruhinya. Setiap jenis
(spesies) memiliki gen untuk sifat tertentu.
2. Curah Hujan
Curah hujan dapat dinyatakan dalam:
1) mm per tahun yang menyatakan tingginya air hujan yang jatuh tiap tahun.
2) banyaknya hari hujan per tahunnya yang menyatakan distribusi atau meratanya
hujan dalam setahun.
Besarnya curah hujan mempengaruhi kadar air tanah, aerasi tanah, kelembaban
udara dan secara tidak langsung juga menentukan jenis tanah sebagai tempat
media tumbuh tanaman. Oleh karenanya curah hujan sangat besar pengaruhnya
terhadap pertumbuhan tanaman.
3. Tinggi dari permukaan laut.
Ketinggian tempat menentukan suhu udara, intensitas cahaya matahari dan
mempengaruhi curah hujan, yang pada gilirannya mempengaruhi pertumbuhan
tanaman. Perbedaan ketinggian tempat dari permukaan laut menyebabkan perbedaan
suhu lingkungan. Setiap kenaikan 100m dari permukaan laut, suhu akan turun
sekitar 0,5⁰C.
Kondisi ini tentunnya akan mempengaruhi jenis tumbuhan yang hidup pada
ketinggian tertentu. Misalnya kita menemukan banyak tanaman kelapa (Cocos
nuciferae) pada daerah pantai, kemudian enau (Arenga pinata) hidup di
pegunungan basah, rotan pada daerah hutan hujan tropis, dan banyak contoh
lainnya. Dari uraian tersebut diatas dapat diketahui masing-masing tempat
hidup organisme (habitat) mempunyai persyaratan khusus.
Keadaan Tanah
Tanah merupakan komponen hidup dari lingkungan yang penting dalam mempengaruhi
pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tanahlah yang menentukan penampilan
tanaman. Kondisi kesuburan tanah yang relatif rendah akan mengakibatkan
terhambatnya pertumbuhan tanaman dan akhirnya akan mempengaruhi hasil.
Pengaruh keadaan tanah dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu:
1) Keadaan fisik tanah, yang ditentukan oleh struktur dan tekstur tanah,
karenanya pengaruhnya terhadap aerasi dan drainase tanah
2) Keadaan kimia tanah yang ditentukan oleh kandungan zat hara di dalam tanah.
3) Keadaan biologi tanah yang ditentukan oleh kandungan mikro/makro flora dan
fauna tanah yang bertindak sebagai resiklus hara dalam tanah (dekomposisi).
Data kesuburan kimia, fisika dan biologi suatu lahan merupakan data awal yang
harus diketahui sebelum melakukan budidaya tanaman. Pengelolaan lingkungan
menimbulkan beberapa persoalan pada erosi tanah, pergantian iklim, pola
drainase dan pergantian dalam komponen biotik pada ekosistem.
Pada tahun 1977 State of World Environment Report (UNEP), memperingatkan
abhwa, tanah yang dapat ditanami terbatas, hanya ±11% permukaan bumi dapat
diusahakan untuk pertanian. Secara total 1.240 juta ha untuk populasi 4.000
juta (rata-rata 0,31 ha/orang). Area ini pada tahun 2.000 akan tereduksi
sampai hanya tinggal 940 juta ha dengan populasi penduduk dunia 6.250 juta.
Sehingga perbandingan lahan/orang tinggal 0,15 ha saja. Ini merupakan suatu
peringatan dan memerlukan perhatian segera.
Pengaruh zat hara pada pertumbuhan tanaman digambarkan oleh Liebig dengan
hukum minimumnya yang berbunyi “pertumbuhan atau hasil optimum ditentukan oleh
faktor atau hara yang berada pada keadaan minimum”.
Dalam mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman terdapat 3 fungsi tanah
yang utama yaitu:
1. Memberikan unsur-unsur mineral, melayaninya baik sebagai medium pertukaran
maupun sebagai tempat persediaan.
2. Memberikan air dan sebagai tempat cadangan air dimuka bumi
3. Sebagai tempat berpegang dan bertumpu untuk tegak.
Suhu
Suhu udara mempengaruhi kecepatan pertumbuhan maupun sifat dan struktur
tanaman. Tumbuhan dapat tumbuh dengan baik pada suhu optimum. Untuk tumbuhan
daerah tropis suhu optimumnya berkisar 22-37⁰C. Suhu optimum berkisar antara
25-30⁰C dan suhu maksimum 35-40⁰C. Tetapi suhu kardinal (minimum, optimum, dan
maksimum) ini sangat dipengaruhi oleh jenis dan fase pertumbuhan
tanaman.
Cahaya Matahari
Cahaya matahari (radiasi surya) mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui tiga
sifat yaitu intensitas cahaya, kualitas cahaya (panjang gelombang) dan lamanya
penyinaran (panjang hari). Pengaruh ketiga sifat cahaya tersebut terhadap
pertumbuhan tanaman adalah melalui pembentukan klorofil, pembukaan stomata,
pembentukan antocyanin (pigmen merah) perubahan suhu daun atau batang,
penyerapan hara, permeabilitas dinding sel, transpirasi dan gerakan
protoplasma.
Hara (nutrisi tanaman) dan air
Hara dan air memegang peranan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan
tanaman. Salah satu fungsi dari kedua bahan ini adalah sebagai bahan pembangun
tubuh makhluk hidup. Pertumbuhan yang terjadi pada tanaman (sampai batas
tertentu) disebabkan oleh tanaman mendapatkan hara dan air. Bahan baku pada
proses fotosintesa adalah hara dan air yang nantinya akan diubah tanaman
menjadi makanan.
Tanpa kedua bahan ini pertumbuhan tidak akan berlangsung. Hara dan air umumnya
diambil tanaman dari dalam tanah dalam bentuk ion. Unsur hara yang dibutuhkan
tanaman dapat dibagi atas dua kelompok yaitu hara makro dan mikro.
Hara makro adalah hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar sedangkan
hara mikro dibutuhkan dalam jumlah kecil. Nutrien yang tergolong kedalam hara
makro adalah Carbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, Sulfur, Posfor, Kalium,
Calsium, Ferrum. Sedangkan yang termasuk golongan hara mikro adalah Boron,
Mangan, Molibdenum, Zinkum (seng) Cuprum (tembaga) dan Klor.
Jika tanaman kekurangan dari salah satu unsur tersebut diatas maka tanaman
akan mengalami gejala defisiensi yang berakibat pada penghambatan pertumbuhan.
Hormon Tumbuhan
Hormon (zat tumbuh) adalah suatu senyawa organik yang dibuat pada suatu bagian
tanaman dan kemudian diangkut ke bagian lain, yang konsentrasinya rendah dan
menyebabkan suatu dampak fisiologis. Diferensiasi tanaman juga diatur oleh
hormon (yaitu fithormon). Saat ini dikenal hormon tumbuh seperti auksin,
giberelin, sitokinin, asam absisi, etilen, asam traumalin, dan kalin.
- Auksin
Merupakan zat tumbuh yang pertama ditemukan. Pengaruh auksin terutama pada
perpanjangan atau pembesaran sel. Sifat dasar auksin yang mempengaruhi
perpanjangan sel ini sering digunakan sebagai pengukur kecepatan pertumbuhan
tanaman. Beberapa respons pertumbuhan dapat ditunjukkan dan dikendalikan oleh
auksin. Fototropisme yang merupakan peristiwa pembengkokan ke arah cahaya dari
kecambah yang sedang tumbuh, dapat didasarkan oleh penyebaran auksin pada
bagaian tersebut yang tidak merata.
Pengaruh auksin pada perpanjangan sel tanaman dapat digambarkan dari
hasil-hasil percobaan sebagai berikut. Bila ujung batang tanaman Avena sativa
dipotong, maka pertumbuhan kaleoptil terhambat, akan tetapi bila ujung batang
ini ditempelkan kembali pertumbuhan akan terjadi lagi.
Apabila potongan ujung batang Avena sativa tadi ditaruhkan pada sepotong agar
kemudian pada bagian bawahnya diletakkan potongan lainnya maka pertumbuhan
kaleoptil akan terjadi juga. Auksin dibuat di ujung batang dan merangsang
pertumbuhan kaleoptil. Auksin merupakan istilah umum dari IAA yang
mempengaruhi pertumbuhan batang ke atas dan ke bawah, hormon ini dapat
merangsang ataupun menghambat pertumbuhan tanaman tergantung pada
konsentrasinya.
Selain itu, konsentrasi auksin yang sama dapat memberikan efek berlainan pada
pertumbuhan batang. pucuk, dan akar. Seperti fototropisme (pertumbuhan ke arah
cahaya), geotropisme (pertumbuhan ke arah bumi). Auksin dibentuk dalam ujung
kaleoptil bergerak ke bawah (basipetal).
Auksin berfungsi untuk:
- merangsang perpanjangan sel
- merangsang pembentukan bunga dan buah
- memperpanjang titik tumbuh.
Senyawa auksin bila terkena matahari akan berubah menjadi senyawa yang justru
akan menghambat pertumbuhan. Hal inilah yang menyebabkan batang membelok ke
arah datangnya sinar bila diletakkan mendatar, karena bagian yang tidak
terkena sinar pertumbuhannya lebih cepat dari bagian yang terkena sinar sinar.
- Giberelin
Mula-mula zat ini ditemukan pada Giberella fujikuroi, yaitu jenis jamur
parasit pada tanaman padi. Hormon ini ditemukan pertama sekali di Jepang. Bila
auksin hanya merangsang pembesaran sel, maka giberelin merangsang pembelahan
sel. Terutama untuk merangsang pertumbuhan primer.
Bedanya dengan auksin adalah bahwa giberelin mempengaruhi perkecambahan dan
mengakhiri masa dorman biji, sedangkan auksin tidak. Giberelin dapat bergerak
ke dua arah sedangkan auksin hanya ke satu arah.
Giberelin berfungsi untuk:
- menggiatkan pembelahan sel
- mempengaruhi pertumbuhan tunas
- mempengaruhi pertumbuhan akar
- Kinin atau sitokinin
Hormon ini seperti halnya auksin maka sitokinin juga memberikan efek yang
bermacam-macam terhadap tanaman. Zat ini mempercepat pembelahan sel, membantu
pertumbuhan tunas dan akar. Sitokinin dapat menghambat proses proses penuaan
(senescence). Salah satu macam sitokinin adalah kinetin yang terdapat dalam
air kelapa muda dan dalam ragi.
Lingkungan biotik yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman diantaranya adalah
organisme pengganggu tanaman dan allelopati (zat kimia yang dihasilkan
tumbuhan dan mengganggu tumbuhan lainnya).
Pengukuran pertumbuhan
Pertumbuhan tanaman dapat diukur dengan berbagai cara antara lain:
1. Pertumbuhan panjang ranting
2. Pertambahan luas daun. Daun berasal dari promeristen titik tumbuh batang.
premordia daun merupakan tonjolan pertama yang membulat atau persegi pada sisi
promeristem. Tonjolan tersebut diawali oleh pembelahan secara antiklinal dan
periklinal pada lapisan luar dari apikal meristem. Helai daun berkembang
menurut pola tertentu.
3. Pertambahan diameter dahan atau batang
4. Pertambahan volume terutama pada buah
5. Pertambahan bobot segar dan kering