HUBUNGAN AIR TANAMAN

Tanaman sejak disemaikan sampai mengeluarkan hasil memerlukan unsur hara. Selain ketersediaan unsur hara, pertumbuhan tanaman menyangkut kesuburan dipengaruhi faktor-faktor seperti air,iklim, dan tanaman itu sendiri.

Kebutuhan pokok untuk kesuburan hidup tanaman adalah; unsur-unsur tertentu (hara), air, udara, cahaya, dan panas (suhu). Pertumbuhan akar dipengaruhi oleh tingkat tinggi rendahnya suhu tanah pada daerah perakaran, begitu pula dengan ketersediaan udara dalam tanah mempengaruhi pula pernafasan sebagian dari akar-akar tanaman. Pertumbuhan tanaman akan menjadi baik bilamana disediakan kondisi ideal untuk tanaman tersebut. Unsur hara dalam konsentrasi yang optimum sangat diperlukan oleh tanaman. Unsur hara yang diperlukan adalah unsur hara makro dan mikro.

Ketersediaan unsur hara dalam tanah berupa senyawa kompleks yang sukar larut dan dapat berupa senyawa sederhana yang larut dalam air dan relatif tersedia untuk tanaman.

Keragaman jenis tumbuh-tumbuhan karena adanya pengaruh iklim yang kompleks, selain butuh air, tanaman membutuhkan tempat untuk tumbuh yaitu tanah. Tanah yang baik untuk usaha pertanian adalah tanah yang mudah diolah, dan produktivitas tinggi. Sedangkan komposisi tanah untuk kepentingan pertanian berupa tanah mineral dengan kandungan bahan organic (humus) dan tentu saja unsur air dan udara ada pada komposisi tanah tersebut.

Di bawah permukaan tanah, pori-pori tanah mengandung air dan udara dengan jumlah yang berubah-ubah. Bila air hujan jatuh ke permukaan tanah, air terus bergerak ke bawa melalui zone aerasi dan sebagian mengisi pori-pori tanah dan tinggal dalam pori-pori yang ditahan oleh gaya-gaya kapiler disekitar butir-butir tanah.

Air yang berada pada lapisan atas dari zona aerasi disebut lengas tanah. Bila kapasitas menahan air tanah pada zone aerasi telah dipenuhi, air akan bergerak ke bawah menuju zone saturasi, dan air ini disebut air tanah. Bentuk lengas tanah secara umum diklasifikasikan sebagai: air gravitasi, air kapiler, dan air higroskopis. Di dalam pembicaraan tengtang konstanta lengas tanah, dijumpai beberapa istilah yaitu: kapasitas kejenuhan, kapasitas lapang, titik layu permanen, titik layu akhir, dan koefisien higroskopis.

Frekuensi pemberian air irigasi dipengaruhi oleh sifat hubungan antara tanaman, tanah, dan air. Faktor yang mempengaruhi daya penahan tanah adalah tekstur, struktur, dan bahan-bahan organic yang terkandung dalam tanah. Sedangkan ukuran butir menentukan struktur tanah, dan produktivitas tanaman dipengaruhi oleh struktur tanah. Frekuensi pemberian air yang paling sesuai merupakan hasil keputusan berdasarkan pengaruh berbagai faktor kombinasi (hasil percobaan/penelitian). Kesuburan fisik tanah ditentukan oleh struktur tanah, namun kesuburan kimiawi ditentukan oleh kemampuan tanah menyediakan unsur hara dalam jumlah yang cukup dan seimbang. Unsur-unsur utama, yakni: C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, B, Zn, Mo, dan Cl.

Air merupakan faktor lingkungan yang penting, semua organisme hidup memerlukan kehadiran air ini. Perlu dipahami bahwa jumlah air di sistem bumi kita ini adalah terbatas dan dapat berubah-ubah akibat proses sirkulasinya. Pengeringan bumi sulit untuk terjadi akibat adanya siklus melalui hujan, aliran air, transpirasi dan evaporasi yang berlangsung secara terus menerus. Bagi tumbuhan air adalah penting karena dapat langsung mempengaruhi kehidupannya. Bahkan air sebagai bagian dari faktor iklim yang sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perubahan struktur dan organ tumbuhan. Untuk lebih rinci perhatikan peranan air bagi tumbuhan di bawah ini:

Fungsi Air

Struktur tanaman. Air merupakan bagian terbesar pembentuk jaringan dari semua makhluk hidup (tak terkecuali tanaman). Antara 40% sampai 60% dari berat segar tanaman terdiri dari air, dan bagi tanaman herba jumlahnya mungkin akan mencapai 90%. Cairan yang mengisi sel akan mampu menjaga substansi itu untuk berada dalam keadaan yang tepat untuk proses metabolism sebagai berikut  :

1.      Sebagai Penunjang. Tanaman memerlukan air untuk penunjang jaringan-jaringan yang tidak berkayu. Apabila sel-sel jaringan ini mempunyai cukup air maka sel-sel ini akan berada dalam keadaan kukuh. Tekanan yang diciptakan oleh kehadiran air dalam sel disebut tekanan turgor dan sel akan menjadi mengembang, dan apabila jumlah air tidak memadai maka tekanan turgor berkurang dan isi sel akan mengerut dan terjadilah plasmolisis.

2.      Alat transportasi. Tanaman memanfaatkan air sebagai alat untuk mengangkut materi disekitar tubuhnya. Nutrisi masuk melalaui akar dan bergerak ke bagian tanaman lainnya sebagai substansi yang terlarut dalam air. Demikian juga karbohidrat yang dibentuk di daun diangkut ke jaringan-jaringan lainnya yang tidak berfotosintesis dengan cara yang sama.

3.      Pendingin. Kehilangan air dari tumbuhan oleh transpirasi akan mendinginkan tubuhnya dan menjaga dari pemanasan yang berlebihan.

Air membatasi pertumbuhan

Jumlahnya terlalu banyak (menimbulkan genangan) sering menimbulkan cekaman aerasi.

Jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan cekaman kekeringan. Diperlukan upaya pengaturan lengas tanah supaya optimum, melalui pembuatan saluran drainase (mencegah terjadinya genangan) maupun saluran irigasi (mencegah cekaman kekeringan). Air hujan dan irigasi masuk ke tanah lewat infiltrasi, mengisi pori mikro tanah, tertahan sebagai lengas.

Status air tanah tergantung pada tekstur dan struktur tanah. Tanah lempung menyimpan air lebih banyak daripada tanah pasir, kekeringan di tanah lempung terjadi lebih lambat.

Kapasitas lapangan

Seluruh pori mikro terisi air,Batas atas air tersedia bagi tanaman

Diukur berdasarkan kandungan lengas setelah tanah jenuh dibiarkan bebas terdrainasi selama   2 – 3 hari.Cara lain: ditentukan pada tanah jenuh yang mengalami tekanan pada 0.01 mpa (pasiran) – 0.033 mpa (lempungan).

Genangan

Kandungan lengas tanah di atas kapasitas lapanganMenimbulkan dampak yang buruk terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman. Dampak genangan: menurunkan pertukaran gas antara tanah dan udara yang mengakibatkan menurunnya ketersediaan o₂ bagi akar, menghambat pasokan o₂ bagi akar dan mikroorganisme (mendorong udara keluar dari pori tanah maupun menghambat laju difusi).Pada kondisi genangan, < 10% volume pori yang berisi udara.Sebagian besar tanaman pertumbuhan akarnya terhambat bila < 10% volume pori yang berisi udara dan laju difusi o₂ kurang dari 0.2 ug/cm²/menit.

Keadaan lingkungan kekurangan o₂ disebut hipoksia, dan keadaan lingkungan tanpa o₂ disebut anoksia (mengalami cekaman aerasi). Kondisi anoksia tercapai pada jangka waktu 6 – 8 jam setelah genangan, karena o₂ terdesak oleh air dan sisa o₂ dimanfaatkan oleh mikroorganisme.Pada kondisi tergenang, kandungan o₂ yang tersisa di tanah lebih cepat habis bila ada tanaman. Laju difusi o₂ di tanah basah 20000 kali lebih lambat dibandingkan di udara.

Laju penurunan o₂ dipengaruhi oleh tekstur tanah.

Pada tanah pasiran, kehabisan o₂ terjadi pada 3 hari setelah tergenang sedangkan pada tanah lempungan terjadi < 1 hari, porositas lempungan lebih rendah daripada pasiran.Penurunan O₂ dipercepat oleh keberadaan tanaman di lahan, akar tanaman menyerap untuk respirasi.Genangan selain menimbulkan penurunan difusi o₂ masuk ke pori juga akan menghambat difusi gas lainnya, misal keluarnya co₂ dari pori tanah. CO₂ terakumulasi di pori, pada tanah yang baru saja tergenang 50% gas terlarut adalah CO₂, sebagian tanaman tidak mampu menahan keadaan tersebut.Dampak kelebihan konsentrasi CO₂ mempunyai pengaruh lebih kecil dibandingkan defisiensi O_2.

Genangan mempengaruhi sifat fisik, kimia, dan biologi tanah.Struktur tanah rusak, daya rekat agregat lemah, penurunan potensial redoks, peningkatan ph tanah masam, penurunan ph tanah basa, perubahan daya hantar dan kekuatan ion, perubahan keseimbangan hara.Tanaman yang tergenang menunjukkan gejala klorosis khas kahat N. Kekahatan N terjadi karena penurunan ketersediaan N maupun penurunan penyerapannya. Pada kondisi tergenang ketersediaan N dalam bentuk nitrat sangat rendah karena proses denitrifikasi, nitrat diubah menjadi N₂, NO, N₂O, atau NO₂ yang menguap ke udara.Pada proses denitrifikasi, nitrat digunakan oleh bakteri aerob sebagai penerima elektron dalam proses respirasi

Genangan berdampak negatif terhadap ketersediaan N, tetapi ada pula keuntungan dari timbulnya genangan yaitu peningkatan ketersediaan P, K, Ca, Si, Fe, S, MO, Ni, Zn, Pb, CO.

Genangan berpengaruh terhadap proses fisiologis dan biokimiawi antara lain respirasi, permeabilitas akar, penyerapan air dan hara, penyematan N. Genangan menyebabkan kematian akar di kedalaman tertentu dan hal ini akan memacu pembentukan akar adventif pada bagian di dekat permukaan tanah pada tanaman yang tahan genangan. Kematian akar menjadi penyebab kekahatan N dan cekaman kekeringan fisiologis. Fungsi bintil akar terganggu karena terhambatnya aktifitas enzim nitrogenase dan pigmen leghaemoglobin, kemampuan fiksasi N2 akan menurun.

Tanaman kedelai termasuk tanaman yang tahan genangan, mampu membentuk akar adventif dan bintil akar pada akar tersebut, efek genangan akan hilang begitu akar adventif terbentuk.

Pengaruh genangan pada tajuk tanaman: penurunan pertumbuhan, klorosis, pemacuan penuaan, epinasti, pengguguran daun, pembentukan lentisel, penurunan akumulasi bahan kering, pembentukan aerenkim di batang. Besarnya kerusakan tanaman sebagai dampak genangan tergantung pada fase pertumbuhan tanaman. Fase yang peka genangan: fase perkecambahan, fase pembungaan, dan pengisian . Genangan pada fase perkecambahan menurunkan jumlah biji yang berkecambah (perkecambahan sangat memerlukan O2). Genangan yang terjadi pada fase pembungaan dan pengisian menyebabkan banyak bunga dan buah muda gugur.

Kekeringan

Kekeringan menimbulkan cekaman bagi tanaman yang tidak tahan kering kekeringan terjadi jika lengas tanah lebih rendah dari titik layu tetap kondisi di atas timbul karena tidak adanya tambahan lengas baik dari air hujan maupun irigasi sementara evapotranspirasi tetap berlangsung.

Cekaman kekeringan dapat dibagi ke dalam tiga kelompok yaitu:

a.       Cekaman ringan :jika potensial air daun menurun 0.1 mpa atau kandungan air nisbi menurun 8 – 10 %.

b.      Cekaman sedang: jika potensial air daun menurun 1.2 s/d 1.5 mpa atau kandungan air nisbi menurun 10 – 20 %.

c.       Cekaman berat: jika potensial air daun menurun >1.5 mpa atau kandungan air nisbi menurun > 20%. A

Apabila tanaman kehilangan lebih dari separoh air jaringannya dapat dikatakan bahwa tanaman mengalami kekeringan.Pertumbuhan dan hasil tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh cekaman kekeringan, merupakan hasil integrasi dari semua pengaruh cekaman pada proses fotosintesis, respirasi, metabolisme pertumbuhan, dan reproduksi. Proses fisiologis untuk mengetahui dampak kekeringan yang dapat diukur: tekanan turgor, bukaan stomata, laju metabolisme, kerusakan enzim, dan kerapatan akar. Faktor yang mempengaruhi penurunan pertumbuhan secara langsung bukan potensial air, tetapi potensial osmotik atau tekanan turgor.

Tekanan turgor sel tanaman akan mempengaruhi aktivitas fisiologis antara lain pengembangan daun, bukaan stomata, fotosintesis, dan pertumbuhan akar.

Pada tanaman yang tahan cekaman kekeringan, tekanan turgor daun tetap dipertahankan meskipun kandungan lengas tanah maupun air jaringan menurun. Hal ini terjadi melalui penurunan potensial osmotik daun yang disebut penyesuaian osmotic. Penyesuaian osmotik dapat dilakukan melalui akumulasi atau sintesis zat terlarut yang menurunkan potensial solut dan mempertahankan turgor sel. Zat yang sering dihasilkan tanaman untuk penyesuaian osmotik pada tanaman yang tahan cekaman kekeringan adalah senyawa prolin yang terakumulasi di jaringan daun. Kandungan prolin pada daun yang mengalami cekaman kekeringan 10 – 100 kali lipat dibandingkan tanaman yang kecukupan air. Pada tanaman yang mengalami cekaman, prolin merupakan komponen asam amino terbesar dalam jaringan (30% dari total nitrogen terlarut).Peranan prolin: sebagai penampung nitrogen dari berbagai senyawa nitrogen yang berasal dari kerusakan protein, sebagai senyawa pelindung untuk mengurangi pengaruh kerusakan cekaman air di sel. Begitu tanaman terlepas dari cekaman air, senyawa prolin akan segera terdegradasi menjadi glutamat .Cekaman air mampu menurunkan lab sampai 50%, terutama terjadi karena penurunan laju fotosintesis.

CEKAMAN KEKERINGAN

Air merupakan kebutuhan pokok bagi semua tanaman juga merupakan bahan penyusun utama dari protoplasma sel. Di samping itu, air adalah komponen utama dalam proses fotosintesis, pengangkutan assimilate hasil proses ini ke bagian-bagian tanaman hanya dimungkinkan melalui gerakan air dalam tanaman. Dengan peranan tersebut di atas, jumlah pemakaian air oleh tanaman akan berkorelasi posistif dengan produksi biomase tanaman, hanya sebagian kecil dari air yang diserap akan menguap melalui stomata atau melalui proses transpirasi (Crafts et al : 1949; Dwidjoseputro, 1984).

Kekurangan air (water deficit) akan mengganggu keseimbangan kimiawi dalam tanaman yang berakibat berkurangnya hasil fotosintesis atau semua proses-proses fisiologis berjalan tidak normal. Apabila keadaan ini berjalan terus, maka akibat yang terlihat, misalnya tanaman kerdil, layu, produksi rendah, kualitas turun dan sebagainya (Craft et al, 1949; Kramer, 1969).

Selama siklus hidup tanaman, mulai dari perkecambahan sampai panen selalu membutuhkan air. Tidak satupun proses kehidupan tanaman yang dapat bebas dari air. Besarnya kebutuhan air setiap fase pertumbuhan selama siklus hidupnya tidak sama. Hal ini berhubungan langsung dengan proses fisiologis, morfologis dan kombinasi kedua faktor di atas dengan faktor-faktor lingkungan.

Kebutuhan air pada tanaman dapat dipenuhi melalui tanah dengan jalan penyerapan oleh akar. Besarnya air yang diserap, oleh akar tanaman sangat tergantung pada kadar air dalam tanah ditentukan oleh pF ( Kemampuan partikel tanah memegang air), dan kemampuan akar untuk menyerapnya ( Jumin, 1992). 
(DIAMBIL DARI BERBAGAI SUMBER  )