Hubungan Air dan Tanaman

FUNGSI AIR

•          Penyusun tubuh tanaman (70%-90%)

•          Pelarut dan medium reaksi biokimia

•          Media transport senyawa

•          Memberikan turgor bagi sel (penting untuk pembelahan sel dan pembesaran sel)

•          Bahan baku fotosintesis

•          Menjaga suhu tanaman supaya konstan

Beberapa peranan yang menguntungkan dari air dalam tanah adalah

•          Sebagai pelarut dan pembawa ion-ion hara dari rhizosfer ke dalam akar tanaman

•          Sebagai agen pemicu pelapukan bahan induk , perkembangan tanah dan differensi horison

•          Sebagai pelarut dan pemicu reaksi kimia dalam penyediaan hara yaitu dari hara tidak tersedia menjadi hara yang tersedia bagi akar tanaman

•          Sebagai pembawa oksigen terlarut ke dalam tanah

•          Sebagai stabilisator temperatur tanah

•          Mempermudah dalam pengolahan tanah

Bentuk Air Tersedia

•          Air kapiler, terletak antara titik layu tetap (batas bawah) dan kapasitas lapangan (batas atas)

•          Air tidak tersedia, air higroskopis (kurang dari titik layu tetap) dan air gravitasi (di atas kapasitas lapangan)

Air pada Kap. Lapangan Menguntungkan

•          Adanya imbangan antara pori makro dg mikro

•          Sebagian besar nutrisi dalam bentuk terlarut

•          Permukaan akar memiliki luasan terbesar untuk menjalankan proses difusi ion dan aliran masa ion

•          Air hujan dan irigasi masuk ke tanah lewat infiltrasi, mengisi pori mikro tanah, tertahan sebagai lengas

•          Air tanah memiliki energi kinetik dan potensial

•          Energi kinetik sangat rendah, bergerak sangat lambat

•          Status air tanah digambarkan oleh kandungan lengas

•          Status air tanah tergantung pada tekstur dan struktur tanah

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)

Titik Layu Tetap/permanen

•          Air yang ada berupa air higroskopis

•          Batas bawah air tersedia

•          Ditentukan dengan mengukur kandungan lengas pada saat tanaman indikator layu, dan tidak dapat segar kembali setelah dibiarkan semalam di udara basah

•          Cara lain: dengan mengukur kandungan lengas dari tanah jenuh setelah diberi tekanan 1.5 Mpa di alat piring tekan

•          Titik layu tetap bukan merupakan tetapan tanah, lebih merupakan tetapan tanaman

•          Titik layu tetap lebih tergantung pada tekanan turgor sel-sel tanaman. Tekanan turgor dipengaruhi oleh komponen osmotik daun, cuaca yang mempengaruhi transpirasi dan komponen yang mempengaruhi ketersediaan air tanah

•          Tidak ada batas bawah ketersediaan air yang tegas untuk berbagai tanaman

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)

Genangan

•          Kandungan lengas tanah di atas kapasitas lapangan

•          Menimbulkan 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

•          Akar tanaman legum berbintil memerlukan O₂ enam kali lebih banyak dibandingkan yang dibuang bintilnya (30 : 4.3 ul O₂/g/menit)

•          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 O₂

•          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

•          Pada tanaman legum, genangan tidak hanya menghambat pertumbuhan akar maupun tajuk juga menghambat perkembangan dan fungsi bintil akar

•          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/permanen

•          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:

1. Cekaman ringan :jika potensial air daun menurun 0.1 Mpa atau kandungan air nisbi menurun 8 – 10 %
2. Cekaman sedang: jika potensial air daun menurun 1.2 s/d 1.5 Mpa atau kandungan air nisbi menurun 10 – 20 %
3. Cekaman berat: jika potensial air daun menurun >1.5 Mpa atau kandungan air nisbi menurun > 20%

            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