Dalam budidaya tanaman hortikultura agar diperoleh hasil panenan yang memuaskan maka perlu memperhatikan faktor lingkungan tumbuh tanaman. Hal ini identik dengan faktor luar dan faktor di sekitar tanaman, dimana faktor dalam tanaman mempunyai peranan juga dalam produktivitas tanaman hortikultura. Faktor dalam pada tanaman yang dikendalikan oleh gen (DNA) disebut sebagai faktor keturunan (genetik). Sifat yang menyusun tanaman yang diturunkan dikenal sebagai genotype, sedangkan phenotype merupakan sifat atau perilaku dari kenampakan total luar pada tanaman, dan biasanya diukur sebagai suatu hasil secara kuantitatif. Contohnya varietas kobis yang tidak tahan terhadap udara panas krop-nya tidak dapat berkembang apabila ditanam di dataran rendah, sedangkan varietas kobis yang tahan panas seperti KK dan KY Cross baik di dataran rendah maupun dataran tinggi, krop-nya dapat berkembang.
Genotype suatu varietas tanaman menentukan kemampuan menghasilkan, adaptasi regional, ketahanan terhadap hama/penyakit dan mutu. Sedangkan lingkungan dapat menyebabkan sifat-sifat yang beragam dari suatu tanaman hortikultura. Contoh : suatu varietas yang mempunyai kemampuan menghasilkan tinggi tetapi jika kebutuhan air dan hara tidak terpenuhi serta gulma tidak dikendalikan, maka varietas itu tidak dapat memberikan hasil yang tinggi.
Interaksi antara genotype dan lingkungan ( G x E ) dapat bersifat positif atau negatif. Dikatakan positif apabila tanaman itu mampu menghasilkan denngan baik, dan sebaliknya apabila tidak dapat memberikan hasil baik adalah interaksi negatif. Untuk menentukan interaksi tersebut (positif atau negatif), suatu varietas tanaman hortikultura sebelum disebarkan ke petani hendaknya diadakan pengujian terlebih dahulu pada daerah setempat.
Pelaku hortikultura hendaknya mengetahui keadaan lingkungan setempat dimana mereka mengusahakan tanaman hortikultura. Dalam hal ini petani harus mengetahui tentang hama/penyakit penting yang dapat menyerang, gulma, kondisi tanah maupun iklim yang dapat membatasi pencapaian produksi maksimum dari tanaman yang diusahakan. Beberapa komponen faktor lingkungan ( agroklimatologi ) yang penting dalam menentukan pertumbuhan dan produksi tanaman di antaranya adalah : radiasi matahari, suhu, tanah, air.
A. Radiasi Matahari.
Radiasi matahari merupakan faktor utama diantara faktor iklim yang lain, tidak hanya sebagai sumber energi primer tetapi karena pengaruhnya terhadap keadaan faktor-faktor yang lain seperti : suhu, kelembaban dan angin.
Respon tanaman terhadap radiasi matahari pada dasarnya dapat dibagi menjadi tiga aspek, yaitu : intensitas, kualitas dan fotoperiodisitas. Ketiga aspek ini mempunyai pengaruh yang berbeda satu dengan yang lainnya, demikian juga keadaannya di alam, sehingga untuk jelasnya akan diuraikan secara terpisah.
1. Intensitas Cahaya.
Intensitas cahaya adalah banyaknya energi yang diterima oleh suatu tanaman per satuan luas dan per satuan waktu (kal/cm2/hari). Pengertian intensitas disini sudah termasuk didalamnya lama penyinaran, yaitu lama matahari bersinar dalam satu hari, karena satuan waktunya menggunakan hari.
Besarnya intensitas cahaya yang diterima oleh tanaman tidak sama utuk setiap tempat dan waktu, karena tergantung :
a. Jarak antara matahari dan bumi, misalnya pada pagi dan sore hari intensitasnya lebih rendah dari pada siang hari karena jarak matahari lebih jauh. Juga di daerah sub tropis, intensitasnya lebih rendah dibanding daerah tropis. Demikian pula di puncak gunung intensitasnya (1,75 g.kal/cm2/menit) lebih tinggi dari pada di dataran rendah (di atas permukaan laut = 1,50 g.kal /cm2/menit).
b. Tergantung pada musim, misalnya pada musim hujan intensitasnya lebih rendah karena radiasi matahari yang jatuh sebagian diserap awan, sedangkan pada musim kemarau pada umumnya sedikit awan sehingga intensitasnya lebih tinggi.
c. Letak geografis, sebagai contoh daerah di lereng gunung sebelah utara/selatan berbeda dengan lereng sebelah timur/barat. Pada daerah tanaman menerima sinar matahari lebih sedikit dari pada sebelah utara/selatan karena lama penyinarannya lebih pendek disebabkan terhalang oleh gunung. Bahkan lereng sebelah barat dan timur itu sendiri juga sering terdapat perbedaan terutama pada musim hujan. Hal ini disebabkan karena musim hujan biasanya banyak sore hari sehingga lebih banyak awan dibanding pagi hari, akibatnya lereng sebelah barat yang baru meneroma sinar matahari sore hari akan mendapatkan radiasi dengan intensitas yang sangat rendah.
Pengaruh intensitas cahaya terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman sejauh mana berhubungan erat dengan proses fotosintesis. Dalam proses ini energi cahaya diperlukan untuk berlangsungnya penyatuan CO2 dan air untuk membentuk karbohidrat. Semakin besar juml;ah energi yang tersedia akan memperbesar jumlah hasil fotosintesis sampai dengan optimum (maksimum). Untuk menghasilkan berat kering yang maksimal, tanaman memerlukan intensitas cahaya penuh. Namun demikian intensitas cahaya yang sampai pada permukaan kanopi tanaman sangat bervariasi, hal ini merupakan salah satu sebab potensi produksi tanaman aktual belum diketahui. Besarnya kuat cahaya yang mengenai bidang sasaran ada yang menyatakan dengan satuan foot candle (ft-c) dari Inggris. Ft-c menggambarkan kuat penyinaran yang dipancarkan oleh satu lilin standar yang mengenai permukaan bidang sasaran seluas 1 square foot (= 928,088 cm2) pada radius penyinaran 12 inchi (= 30,48 cm). Dalam praktik sehari-hari cahaya bulan diperkirakan mempunyai kuat cahaya 0,05 ft-c, sinar untuk membaca besarnya 20 ft-c, sedangkan untuk proses fotosintesis minimal antara 100-200 ft-c.
Penelitian pada tanaman tomat di Michigan, USA menunjukkan bahwa persentase berat basah, berat kering dan produksinya mempunyai korelasi yang erat dengan intensitas radiasi matahari. Hasil percobaannya tertera pada tabel di bawah ini.
Tabel 1 : Pengaruh Intensitas Cahaya pada Tanaman Tomat.
| Perlakuan | Jumlah cahaya yg diterima (%) | Rata2 intensitas harian (foot candle) | Produksi buah (Pound) | Kandungan hijau daun | Efisiensi |
| Tanaman menerima cahaya MH penuh | 100 | 1140 | 65 | Tinggi | Tinggi |
| Tanaman yg dilindungi satu lapis kain tipis | 50 | 583 | 51 | Agak tinggi | Cukup tinggi |
| Tanaman di bawah 2 lapis kain tipis | 25 | 261 | 32 | Rendah | Rendah |
Penelitian lain tentang hubungan antara intensitas cahaya dengan keaktifan fotosintesa, leaf area dan pertumbuhan tanaman dilukiskan dalam gambar 1 sebagai berikut.
Dalam menyesuaikan berkurangnya intensitas cahaya (tanaman terlindung), tanaman Mung bean (kacang hijau) menunjukkan menurunnya keaktifan fotosintesis (NAR) tetapi tanaman ini tumbuh denngan menghasilkan daun yang lebih baik, sehingga menaikkan leaf area (LAR). Bertambahnya permukaan daun ini mengimbangi menurunnya NAR pada cahaya yang rendah, sehingga RGR dalam kenyataannya tidak terpengaruh (Monsai et al., 1962). Karena pengaruhnya terhadap berkurangnya fotosintesis, imntensitas cahaya pada umumnya menjadi faktor pembatas pada pertumbuhan tanaman di rumah kaca dan hot bed selama musim dingin.
Gambar 1: Hubungan antara intensitas cahaya dengan keaktifan fotosintesa, leaf area dan pertumbuhan tanaman Mung bean.
2. Kualitas Cahaya
Cahaya matahari yang sampai pada tajuk atau kanopi tanaman tidak semuanya dapat dimanfaatkan, sebagian dari cahaya tersebut diserap, sebagian ditransmisikan, atau bahkan dipantulkan kembali. Kualitas cahaya matahari ditentukan oleh proporsi relatif panjang gelombangnya, selain itu kualitas cahaya tidak selalu konstan namun bervariasi dari musim ke musim, lokasi geografis serta perubahan komposisi udara di atmosfer.
Pengertian cahaya berkaitan dengan radiasi yang terlihat (visible) oleh mata, dan hanya sebagian kecil saja yang diterima dari radiasi total matahari. Radiasi matahari terbagi dua, yaitu yang bergelombang panjang (long wave radiation) dan yang bergelombang pendek (short wave radiation). Batas terakhir dari radiasi gelombang pendek adalah radiasi ultraviolet, sedangkan batas akhir radiasi gelombang panjang adalah sinar inframerah. Radiasi dengan panjang gelombang antara 400 hingga 700 um adalah yang digunakan untuk proses fotosintesis.Ukuran panjang gelombang masing-masing radian tersebut terdapat pada gambar 2.
Gambar 2. Panjang gelombang radiasi matahari
Cahaya matahari yang sampai ke bumi hanya sebagian saja, selebihnya cahaya tersebut tersaring oleh beberapa komponen atmosfer atau dipantulkan kembali ke angkasa luar. Cahaya matahari gelombang pendek tersaring dan diserap oleh lapisan ozon (O3) di atmosfer, sedangkan cahaya gelombang panjang tersaring oleh uap air di udara, cahaya gelombang panjang lainnya dipecahkan/dipencarkan dan dipantulkan oleh awan dan lapisan debu di atas permukaan bumi.
Pengaruh kualitas cahaya terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman telah banyak diselidiki, dimana diketahui bahwa spektrum yang nampak (visible) diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Apabila tanaman ditumbuhkan pada cahaya biru saja daunnya akan berkembang secara normal, namun batangnya akan menunjukkan tanda-tanda terhambat pertumbuhannya. Apabila tanaman ditumbuhkan pada cahaya kuning saja, cabang-cabangnya akan berkembang tinggi dan kurus dengan buku (internode) yang panjang dan daunnya kecil-kecil. Dari penelitian tersebut telah membuktikan bahwa cahaya biru dan merah memegang peranan penting untuk berlangsungnya proses fotosintesis.
3. Fotoperiodisitas
Fotoperiodisitas atau panjang hari didefinisikan sebagai panjang atau lamanya siang hari dihitung mulai dari matahari terbit sampai terbenam ditambah lamanya keadaan remang-remang (selang waktu sebelum matahari terbit atau setelah matahari terbenam pada saat matahari berada pada posisi 60 di bawah cakrawala). Panjang hari tidak terpengaruh oleh keadaan awan seperti pada lama penyinaran yang bisa berkurang bila matahari tertutup awan, sedang panjang hari tetap.
Panjang hari berubah beraturan sepanjang tahun sesuai dengan deklinasi matahari dan berbeda pada setiap tempat menurut garis lintang. Pada daerah equator panjang hari sekitar 12 jam per harinya, semakin jauh dari equator panjang hari dapat lebih atau kurang sesuai dengan pergerakan matahari. Secara umum dapat dikatakan bahwa semakin lama tanaman mendapatkan pencahayaan matahari, semakin intensif proses fotosintesis, sehingga hasil akan tinggi. Akan tetapi fenomena ini tidak sepenuhnya benar karena beberapa tanaman memerlukan lama penyinaran yang berbeda untuk mendorong fase pembungaan. Fotoperiodisitas tidak hanya berpengaruh terhadap jumlah makanan yang dihasilkan oleh suatu tanaman, tetapi juga menentukan waktu pembungaan pada banyak tanaman.
Berdasarkan respon tanaman terhadap panjang hari (fotoperiodisme) maka tanaman dapat digolongkan menjadi tiga kelompok : a) Golongan tanaman hari panjang (long day plants), b) Tanaman hari pendek (short day plants) dan c). Tanaman hari netral (neutral day plants).
Disamping itu dikenal pula panjang hari kritis yaitu panjang hari maksimum (untuk tanaman hari pendek) dan minimum (untuk tanaman hari panjang) dimana inisiasi pembungaan masih terjadi. Panjang hari kritis berbeda-beda menurut jenis tanaman dan bahkan varietas.
Apabila tanaman hari pendek ditumbuhkan pada hari panjang, akan menghasilkan banyak karbohidrat dan protein yang digunakan untuk perkembangan batang dan daun. Oleh karenanya tanaman hari pendek yang ditumbuhkan pada hari panjang secara ekstrim akan tumbuh vegetatif, tidak mampu membentuk bunga dan buah. Sebaliknya apabila tanaman hari panjang ditumbuhkan pada hari pendek akan menghasilkan sedikit karbohidrat dan protein sehingga pertumbuhan vegetatifnya lemah dan tidak berbunga.
Respon tanaman terhadap panjang hari sering dihubungkan dengan pembungaan, namun sebenarnya banyak aspek pertumbuhan tanaman yang dipengaruhinya, antara lain : (a) Inisiasi bunga, (b) Produksi dan kesuburan putik dan tepungsari, misalnya pada jagung dan kedelai, ( c ) Pembentukan umbi pada tanaman kentang, bawang putih dan ubi-ubian yang lain, (d) Dormansi benih, terutama biji gulma dan perkecambahan biji pada tanaman bunga, dan (e) Pertumbuhan tanaman secara keseluruhan, seperti pembentukan anakan, percabangan dan pertumbuhan memanjang.
Beberapa contoh tanaman hari panjang, hari pendek dan hari netral dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2 : Tanaman hari panjang, hari pendek dan hari netral
| Kelompok | Tnm hari pendek | Tnm hari panjang | Tnm hari netral |
| Sayuran | kentang, ketela rambat kacang-kacangan | bayam, lobak, selada | tomat, lombok, okra |
| Buah | strawberry | - | strawberry |
| Bunga | chrysanthemum, Cosmos bouvardia, Stevia poinsetia | China aster, gardenia, delphinium | Carnation, dianthus, Violet cyclamon |
Di Indonesia panjang hari tidak banyak berbeda dari bulan ke bulan selama satu tahun, perbedaan hari terpanjang dan terpendek hanya 50 menit. Semakin jauh dari equator perbedaan panjang hari akan semakin besar. Dengan demikian pengaruh panjang hari terhadap tanaman juga jarang ditemui di daerah tropika.
Pengetahuan tentang panjang hari ini sangant penting bila akan mengadakan introduksi suatu varietas baru dari luar negeri, atau pemilihan varietas yang cocok untuk suatu daerah, dan bagi pemulia tanaman dalam upaya mendapatklan varietas baru yang tahan terhadap panjang hari (tanaman hari netral).
B. Suhu.
Sumber panas di bumi adalah dari matahari yang suhunya pada permukaannya diperkirakan sebesar 6.000oC, dan energi yang dikeluarkan dari sinar matahari dipancarkan ke seluruh arah dengan kekuatan yang konstan. Jumlah panas yang diterima oleh bumi dan atmosfer hanya sekitar 4 per sepuluh juta dari total energi yang dipancarkan. Sebagian energi sinar matahari berupa gelombang pendek. Sinar matahari yang mengenai atmosfer bumi sebanyak 10% adalah gelombang sinar ultra violet, 40% gelombang sinar yang dapat dilihat (visible), sedangkan sisanya 50% berupa gelombang sinar infra merah.
Energi yang dipancarkan oleh sinar matahari tidak langsung diterima oleh permukaan bumi, tetapi beberapa di antaranya dipantulkan atau dialihkan melalui beberapa media serapan. Pada lapisan atmosfer yang menyerap gelombang sinar ultra violet adalah laipsan ozon dan gas oksigen. Dua jenis lapisan gas tersebut sangat berguna bagi tanaman, hewan dan manusia karena melindungi kehidupan di bumi yang tidak kuat terhadap penyinaran sinar ultra violet.
Pengertian suhu mencakup dua aspek, yaitu : derajat dan insolasi. Insolasi menunjukkan energi panas dari matahari dengan satuan gram/kalori/cm2/jam, mirip dengan pengertian intensitas pada radiasi matahari. Satu gram kalori adalah sejumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu gram air sebesar 10C.
Jumlah insolasi atau suhu suatu daerah tergantung pada : a). Letak lintang (Latitude) suatu daerah. Di katulistiwa insolasi lebih besar dan sedikit bervariasi dibandingkan dengan sub-tropis dan daerah sedang. Dengan semakin bertambahnya latitude insolasi semakin kecil, karena sudut jatuh radiasi matahri semakin besar atau jarak antara matahari dan permukaan bumi semakin jauh. Akan tetapi insolasi total untuk satu musim pertumbuhan tanaman hampir sama karena panjang hari yang lebih lama; b) Altitude (tinggi tempat dari permukaan laut) : semakin tinggi altitude insolasi semakin rendah, setiap naik 100 m suhu turun 0,60C ; c). Musim berpengaruh terhadap insolasi dalam kaitannya dengan kelembaban udara dan keadaan awan; d). Angin juga sering berpengaruh terhadap insolasi, apalagi bila angin tersebut membawa uap panas.
Selain keragaman atar daerah, suhu juga bervariasi berdasarkan waktu, baik suhu udara maupun suhu tanah (pagi-siang-sore).
Pengaruh suhu terhadap pertumbuhan tanaman dikenal sebagi suhu kardinal yaitu meliputi suhu optimum (pada kondisi ini tanaman dapat tumbuh baik), suhu minimum (pada suhu di bawahnya tanaman tidak dapat tumbuh), serta suhu maksimum (pada suhu yang lebih tinggi tanaman tidak dapat tumbuh). Suhu kardinal untuk setiap jenis tanaman memang bervariasi satu dengan lainnya.
Pengaruh suhu terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman dibedakan sebagai berikut : (1) Batas suhu yang membantu pertumbuhan dan perkembangan tanaman, dan (2) Batas suhu yang tidak membantu pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Ad. (1). Batas suhu yang membantu pertumbuhan dan perkembangan tanaman diketahui sebagai batas suhu optimum. Pada batas ini semua proses dasar seperti : fotosintesis, respirasi, penyerapan air, transpirasi, pembelahan sel, perpanjangan sel dan perubahan fungsi sel akan berlangsung baik dan tentu saja akan diperoleh produksi tanaman yang tertinggi. Batas suhu optimum tidak sama untuk semua tanaman, sebagai contoh : apel, kentang, sugar-beet menghendaki suhu yang lebih rendah dibandingkan : tanaman jeruk, ketela rambat atau gardenia.
Berdasarkan hal ini tanaman hortikultura dikelompokkan sebagai berikut :
a. Tanaman yang menghendaki batas suhu optimum yang rendah (tanaman musim dingin), yaitu tanaman yang tumbuh baik pada suhu antara : 450 - 600F.
b. Tanaman yang menghendaki batas suhu optimum yang tinggi (tanaman musim panas), yaitu tanaman yang tumbuh baik pada suhu antara : 600- 750F.
Dari type tanaman tersebut di atas maka dapat dilihat contoh-contoh tanamannya pada tabel berikut :
Tabel 3 : Klasifikasi tanaman hortikultura berdasarkan suhu yang dikehendaki.
| Tanaman musim dingin (Optimum suhu : 450-600F) | ||
| Tanaman Buah-buahan | Tanaman Sayuran | Tanaman Bunga & Hias |
| Apel, pear, cherry, plum, strawberry, grape, blackberry, raspberry | Asparagus, spinach, lectuce, kobis, beet, wortel, arcis (pea), kentang | Carnation, geranium, petunia, zennia, pansy |
| Tanaman musim panas (Optimum suhu : 60 0- 750 F) | ||
| Peach, apricot, citrus, olive, fig, persimon, grape | Tomat, lombok, terong, ketimun, semangka, waluh, cantaloupe, beans (kacang-kacangan) | Rose, poinsettia, gardenia, euphorbia, amaryllis, orchid |
Ad (2). Batas suhu yang tidak menguntungkan dikelompokkan sebagai berikut :
a. Suhu di atas optimum : tanaman yang tumbuh pada kondisi ini pada akhir pertumbuhannya biasanya menghasilkan produksi yang rendah. Hal ini disebabkan kurang adanya keseimbangan antara besarnya fotosintesis yang dihasilkan dan berkurangnya karbohidrat karena adanya respirasi. Bertambahnya suhu akan mempercepat kedua proses ini, tetapi di atmosfer di atas batas optimum, proses respirasi akan berlangsug lebih besar dari pada fotosintesis, sehingga bertambah tingginya suhu tersebut akan mengakibatkan berkurangnya produksi.
b. Suhu di bawah batas optimum : tanaman yang tumbuh pada kondisi ini akan menghasilkan pertumbuhan yang kurang baik dan produksinya akan lebih rendah. Hal ini disebabkan pada suhu yang rendah besarnya fotosintesis yang dihasilkan dan protein yang dibentuk dalam keadaan minimum, akibatnya pertumbuhan dan perkembangan lambat dan produksi rendah.
(SUMBER UNS )
