Esensialitas Air bagi Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Jagung

Peranan air tidak hanya penting bagi manusia maupun hewan, namun juga bagi tumbuhan. Kekurangan air akibat kemarau panjang tentu saja berpengaruh pada perkembangan dan pertumbuhannya, bahkan bisa menyebabkan kelayuan yang diakhiri dengan kematian. Kematian berarti kegagalan.
=============================================================

Tanaman merupakan salah satu komponen biotik, di alam lingkungan sebagai suatu kesatuan, ekosistem sehingga dengan demikian kehidupan tanaman tentu saja tergantung dari interaksi faktor lingkungan lainnya. Alam lingkungan yang terdiri dari lingkungan biotik (hidup) dan abiotik (mati) mempunyai peranan yang sama pentingnya terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman. Lingkungan abiotik yang berupa air, temperatur, kelembaban, cahaya dan unsur hara merupakan beberapa contoh unsur abiotik yang membantu pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Adanya ketergantungan tanaman pada lingkungan biotik maupun abiotik beserta semua proses biokimia dan fisiologi tubuh tanaman menunjukkan adanya faktor pembatas dalam pengaturan pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Varietas yang paling tahan terhadap musim panas (keadaan kering) yaitu varietas jagung hibrida BISI-2 karena memiliki perakaran dalam dan mengandung koloid yang mampu mengikat air.

Kegagalan proyek penanaman jagung yang terjadi pada musim tanam April s/d Juni 2002 merupakan salah satu contoh besarnya pengaruh air sebagai faktor pembatas dalam pertumbuhan tanaman jagung terutama di musim kemarau yang berkelanjutan. Akibat kekurangan air pada musim kemarau tersebut ratusan ribu hektar tanaman jagung mengalami puso/gagal panen. Namun, dari beberapa jenis varietas jagung hibrida yang ditanam tersebut tidak semuanya mengalami kegagalan total dimana ada satu varietas yang paling tahan terhadap musim panas (keadaan kering) yaitu varietas jagung hibrida BISI-2. Meskipun hasilnya jauh menurun dibandingkan kondisi normal atau potensi hasilnya, namun varietas tersebut masih mampu menghasilkan 2 – 3 ton/ha. Mengapa demikian? Morfologi jagung BISI–2 yang memiliki perakaran dalam serta di dalamnya mengandung koloid yang mampu mengikat air, sehingga dapat mengurangi resiko kematian tanaman akibat kekurangan air .

Suplay air sebagai faktor pembatas
Air memiliki fungsi yang vital bagi mahluk hidup, tidak terkecuali tanaman. Hal ini erat kaitannya sebagai bahan dasar yang akan digunakan pada proses fotosintesis yang merupakan proses fisiologi tanaman untuk pembentukan karbohidrat (gula). Kebutuhan suplai air bagi setiap jenis tanaman tentu saja berlainan.

Selain memiliki fungsi sebagai bahan dasar fotosintesis, air juga memiliki beberapa fungsi untuk tanaman antara lain : (1) sebagai pelarut, (2) media tranportasi unsur hara dari akar ke daun, (3) hasil fabrikasi daun keseluruh bagian tanaman, (4) pengatur tekanan turgor, (5) proses pembelahan dan pembesaran sel dan (6) untuk perkecambahan.
Hubungan antar fungsi air dan resistensi tanaman terhadap kekeringan yaitu air dapat menurunkan atau mentralkan temperatur (suhu ) tanaman, hal ini karena air memiliki massa jenis. Tanaman yang memiliki jaringan koloid hydrophilic akan lebih mampu menurunkan dan menetralkan suhu tanaman dibandingkan tanaman yang tidak punya jaringan tersebut. Hal ini karena jaringan koloid hyrdophilic memiliki massa jenis yang besar.

Ketersediaan air dalam tubuh tanaman diperoleh melalui proses fisiologis absorbsi. Sedangkan hilangnya air dari permukaan bagian-bagian tanaman melalui proses fisiologi, evaporasi dan transpirasi. Tanaman dengan kondisi daun penuh akan mengabsorbsi air dalam jumlah besar, demikian pula akan mengalami kehilangan air (transpirasi) yang banyak.

Bila suplay air berlangsung pada tingkat yang normal maka akan menjamin kestabilan tekanan turgor dalam guard cell yang mana berkaitan dengan proses membukanya stomata.

Dengan demikian, difusi CO2 berlangsung dengan baik, sehingga proses pembentukkan karbohidrat akan berjalan normal untuk menjamin kestabilan tumbuh dari tanaman. Sebaliknya, bila tanaman mengalami kekurangan suplai air sedangkan proses transpirasi berlangsung cepat maka yang terjadi adalah kekurangan jumlah air dalam tanaman. Pengaruh kekurangan air dapat dilihat pada skema disamping kiri berikut .
Mengingat pentingnya suplai air bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang berkaitan dengan proses absorbsi dan transpirasi, maka kita perlu mengetahui faktor apa saja yang menentukan tingkat aktivitas kedua proses tersebut. Keadaan suplai air ditentukan dua proses yaitu absorbsi dan transpirasi. Absorbsi ini sendiri dipengaruhi oleh faktor tanah yang terdiri dari jumlah air tanah yang tersedia, jarak rembesan, kecepatan gerak air serta suplai oksigen (O2) dalam tanah dan faktor tanaman yang terdiri dari kekuatan absorbsi akar rambut dan kedalaman/kerapatan akar rambut tanaman. Sedangkan tranpirasi dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang terdiri dari cahaya, kelembaban, suhu serta kecepatan angin dan faktor tanaman yang dipengaruhi luas permukaan tanaman, keadaan guard cell (stomata) serta kekuatan menahan air dari jaringan tanaman.

Pengaruh Absorbsi
1. Jumlah air yang tersedia
Kapasitas menahan air dari setiap tanah tidak sama, hal ini tergantung dari tekstur dan kandungan bahan organik tanah. Tanah yang memiliki tekstur baik serta mengandung bahan organik yang cukup akan lebih mampu menahan air dibandingkan dengan tanah-tanah yang mengandung sedikit bahan organik. Biasanya tanah-tanah dengan kandungan bahan organik tinggi akan memiliki kapasitas menahan air empat kali dibandingkan tanah yang bertekstur liat . Tidak semua jumlah air yang berada dalam tanah dapat dikatakan tersedia (available) untuk segera digunakan oleh tanaman. Keadaan air tersedia yang terdapat dalam tanah yang rendah akan mengakibatkan tanaman menjadi layu meskipun diadakan penambahan air ke dalam tanah, karena air tersebut diikat oleh koloid tanah.

Kelayuan tanaman erat hubungannya dengan sel-sel tanaman yang bersangkutan. Pada kondisi normal (A), sel tanaman berbentuk kompak dimana setiap ruang selnya terisi penuh. Sedangkan pada kondisi layu (B), tingginya proses transpirasi yang tidak dibarengi dengan absorsi air menyebabkan persediaan air untuk sel-sel tanaman berkurang. Akibatnya bentuk sel tanaman akan mengkerut yang mengakibatkan terjadinya kelayuan tanaman.

2.Jarak Rembesan
Beberapa penelitian yang telah dilakukan menunjukkan adanya kesimpulan bahwa pergerakan atau jarak rembesan air tersedia di dalam tanah rata-rata 65 – 100 cm. Dengan jarak rembesan tersebut jelas akan berpengaruh pada penyerapan zat hara maupun air bila tanaman memiliki morfologi perakaran yang pendek. Apalagi bila terjadi musim kemarau maka jarak rembesan air dalam tanah bisa lebih dalam lagi, akibatnya tanaman yang memiliki perakaran pendek dan dangkal akan mengalami kekeringan.

3.Kecepatan gerak air
Kecepatan pergerakan air dari tanah yang mengandung lebih banyak koloid biasanya akan lebih lambat. Tanah tekstur pasir, kecepatan pergerakan air akan lebih cepat, oleh karena nya secara kontinyu harus ada supplay air hujan atau irigasi untuk dapat menjamin pertumbuhan dan perkembangan tanaman pada tingkat normal. Konsenstrasi larutan tanah berpengaruh terhadap kecepatan pergerakan air dalam tanah. Tanah yang memiliki lebih rendah konsentrasi dalam kondisi terlarut akan memiliki tingkat kecepatan pergerakan air yang lebih tinggi dari tanah permukaan ke daerah akar rambut.

4.Persediaan oksigen (O2) dalam tanah
Kebanyakan semua jenis tanaman menghendaki persediaan oksigen yang cukup. Oksigen tersebut bermanfaat bagi absorsi air oleh akar rambut tanaman. Berdasarkan beberapa percobaan yang dilakukan menunjukkan bahwa apabila ketersediaan oksigen tidak mencukupi sehingga digantikan peranannya oleh Nitrogen dan CO2, maka proses absorsi air akan berkurang malah dapat terhenti sama sekali. Dengan demikian tanah dengan drainase dan aerasi yang baik tentunya menjamin pula lancarnya absorbsi air ke dalam tanaman.

5.Kekuatan absorsi akar rambut tanaman
Peristiwa absorbsi air dan unsur hara ke dalam akar rambut, terjadi melalui peristiwa osmosis melalui selaput semi -permeable. Dengan kata lain hanya air dan mineral dalam bentuk ion yang dapat melakukan osmosis, sedangkan air dengan kandungan organik tidak. Peristiwa osmosis ini terjadi pada akar rambut dimana di dalam akar rambut banyak terdapat karbohidrat (gula). Apabila kandungan gula tinggi maka akan mengakibatkan lebih sedikit kandungan air dalam sel akar rambut. Dengan demikian tanaman yang memiliki kemampuan aktivitas fotosintesis lebih tinggi akan memungkinkan lebih lancarnya proses absorbsi air dan unsur hara ke dalam akar rambut.

Untuk menjelaskan fenomena osmosis, secarik selaput tempus pandang (semi permeable)direntangkan pada mulut corong yang berisi larutan gula yang kemudian dicelupkan ke dalam air. Larutan gula (yang berwarna merah) tersebut lama kelamaan akan akan naik akibat dari keseimbangan antara air dan gula.

Proses Transpirasi

1.Cahaya
Cahaya mempunyai hubungan langsung dengan proses fotosintesis dalam menghasilkan karbohidrat, untuk digunakan dalam proses respirasi sampai dihasilkan energi dalam bentuk ATP.
C6H12O2 + O2 CO2 + H2O + ATP
Yang dibutuhkan pada proses absorbsi dan transpirasi.

2.Suhu
Keadaan pergerakan molekul ditentukan oleh temperatur atau suhu. Makin tinggi suhu, maka akan mepercepat proses kehilangan air dari tanaman dan sebaliknya.

3.Kecepatan angin
Pergerakan udara akan menyebabkan terjadinya angin, dimana makin tinggi tingkat pergerakan udara atau makin kencangnya angin, akan mengakibatkan makin cepatnya molekul uap air keluar dari jaringan tanaman.

4.Luas permukaan tanaman
Secara logika dapat dibayangkan bahwa semakin luas bagian permukaan tanaman akan mengakibatkan makin tingginya transpirasi.

5.Keadaan guard cell (stomata)
Keadaan suplai air yang cukup akan mempengaruhi guard cell dalm proses membuka menutupnyanya stomata. Apabila dalam kondisi setengah terbuka atau lebih pada siang hari maka proses transpirasi akan berlangsung lebih cepat.

6.Kekuatan menahan air dalam jaringan tanaman
Di dalam jaringan tanaman terdapat koloid yang diantaranya terdapat koloid-koloid yang berkemampuan untuk mengikat dan menahan air, biasanya disebut hydrophillic coloid. Air yang diikat oleh koloid -koloid tersebut disebut bound water yang akan membeku di bawah suhu 0oC dan menguap diatas 100oC. Tanaman yang memiliki jumlah koloid hydropllic yang tinggi biasanya tahan terhadap kekeringan.

Fenomena Transpirasi pada Tanaman

Proses naiknya air dalam tumbuh-tumbuhan mulai dari bagian akar (akar rambut) yang terdiri dari sel2 tunggal. Dengan proses osmosis, air tanah merembes ke sel-sel ini. Meningkatnya tekanan turgor sel tanaman menghasilkan tekanan akar yang mampu mengangkut air ke batang. Namun pergerakan bergram-gram air ke batang dan pokok batang mengdorong pengeluaran cairan pada tepi daun. Gerakan ini diakibatkan transpirasi, yaitu penguapan air lewat berjuta-juta pori di permukaan daun.
Bila dalam keadaan kemarau, maka supllai air yang kurang ditunjang transpirasi tinggi menyebabkan kelayuan pada tanaman karena air yang ada selalu menguap.

Pengaruh Kelebihan Air bagi Tanaman
Pengaruh langsung dari kelebihan supplai air terhadap pertumbuhan tanaman adalah :
1.Membesarnya ukuran sel, ukuran internode menjadi tidak normal, tanaman tidak kokoh, dan tidak terjadi pertumbuhan yang vigorous sehingga mudah diserang penyakit.
2.Bila air yang tergenang selama beberapa hari dapat menyebabkan akar tidak dapat melaksanakan respirasi normal aerob namun terjadi respirasi anaerob. Keadaan seperti ini akan menyebabkan tingginya kadar alkohol dalam tubuh tanaman yang selanjutnya akan meracuni tanaman.

(Ir. Menas Tjionger’s, MSc, penulis adalah pemerhati pertanian yang berdomisili di Makasar)

www.tanindo.com

---