MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN - ElrinAlria
MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN
MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 
Setiap tumbuhan memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Kondisi lingkungan tempat tumbuhan berada selalu mengalami perubahan. Perubahan yang terjadi mungkin saja masih berada dalam batas toleransi tumbuhan tersebut, tetapi seringkali terjadi perubahan lingkungan yang dapat menyebabkan penurunan produktivitas atau bahkan kematian pada tumbuhan. Hal ini menunjukkan bahwa setiap tumbuhan memiliki faktor pembatas dan daya toleransi terhadap lingkungan. 

Pertumbuhan tumbuhan dapat dipengaruhi oleh dua faktor yaitu faktor dalam atau internal factor yaitu faktor yang berasal dari tumbuhan itu sendiri atau sifat yang terdapat dalam tumbuhan dan faktor lingkungan atau environmental factor yaitu faktor yang berasal atau berada di sekeliling tumbuhan. Faktor lingkungan dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok abiotik dan kelompok biotik (makhluk hidup). Tumbuhan pada umumnya terkena berbagai jenis cekaman lingkungan yang mengganggu pertumbuhan dan perkembangan seperti kekeringan, pembekuan, suhu dan salinitas atau kadar garam yang tinggi. Cekaman merupakan segala kondisi lingkungan yang memungkinkan akan menurunkan dan merugikan pertumbuhan atau perkembangan tumbuhan pada fungsi normalnya.

Berdasarkan uraian sebelumnya maka perlu adanya penjelasan lebih rinci mengenai cekaman-cekaman lingkungan yang dapat mempengaruhi proses pertumbuhan suatu tumbuhan, diantaranya yaitu pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses fotosintesis, proses respirasi dan pertumbuhan tanaman.

1.2 Rumusan Masalah 
  1. Bagaimana pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses fotosintesis?
  2. Bagaimana pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses respirasi?
  3. Bagaimana pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap pertumbuhan tanaman? 

1.3 Tujuan Penulisan 
  1. Untuk mengetahui pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses fotosintesis.
  2. Untuk mengetahui pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses respirasi.
  3. Untuk mengetahui pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses pertumbuhan tanaman.

1.4 Manfaat Penulisan 
1. Bagi penulis
Menambah wawasan dan pengetahuan tentang cekaman-cekaman lingkungan yang dapat terjadi pada suatu tumbuhan dan bagaimana proses dan dampak fisiologis pada tumbuhan ketika mempertahankan diri yang diakibatkan oleh cekaman-cekaman tersebut. 

2. Bagi pembaca
Dapat dijadikan sebagai bahan bacaan atau referensi dan sumber acuan yang berkaitan dengan cekaman logam berat, salinitas tinggi dan kelebihan air terhadap proses fotosintesis. respirasi dan pertumbuhan tanaman.

BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengaruh Logam Berat, Salinitas Tinggi, dan Kelebihan Air Terhadap Proses Fotosintesis.
a. Pengaruh logam berat terhadap proses fotosintesis. 
Aktivitas manusia dalam memenuhi kebutuhan kadang menghasilkan dampak terhadap lingkungan. Dampak tersebut dapat berupa dampak positif maupun negatif. Salah satu dampak negatif akibat aktivitas manusia adalah turunnya kualitas lingkungan hidup. Sebagai contoh turunnya kualitas tanah akibat pencemaran limbah yang dihasilkan oleh manusia, baik limbah rumah tangga, industri, maupun pertanian. Salah satu faktor pencemaran tanah yang paling penting adalah limbah yang mengandung logam berat. Logam berat adalah unsur logam dengan berat molekul tinggi dan merupakan pencemaran lingkungan yang utama. Dalam kadar rendah logam berat pada umumnya sudah beracun bagi tumbuhan dan hewan. Logam berat menjadi berbahaya disebabkan oleh adanya sistem bioakumulasi, yaitu peningkatan konsentrasi unsur kimia didalam tubuh mahluk hidup. Pencemaran logam berat berlangsung sangat cepat sejak dimulainya revolusi industri. Umumnya, logam berat yang menyebabkan pencemaran adalah Cd, Cr, Cu, Hg, Pb dan Zn (Palar, 1994).

Salah satu logam berat yang mencemari tanah adalah Pb atau timbal. Logam berat. Timbal (Pb) merupakan salah satu logam berat yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan organisme lainnya. Kegiatan rumah tangga merupakan salah satu sumber pencemar logam berat yang dapat berasal dari kegiatan mencuci (sabun dan detergen). Pupuk dikategorikan sebagai sumber pencemar karena adanya kandungan unsur serta senyawa tertentu yang masuk kedalam suatu sistem dimana unsur maupun senyawa tersebut tidak diperlukan dalam jumlah banyak atau dapat membahayakan komponen dalam lingkungan tersebut. Sebagai contoh pupuk fosfat mengandung Pb antara 7 – 225 ppm (Darmono, 1995). Sampah yang mengandung logam berat merupakan salah satu penyebab terjadinya pencemaran perairan maupun tanah. Dari berbagai sumber pencemaran Pb tersebut, maka di dataran tinggi pun yang jauh dari industri-industri dapat juga mengalami pencemaran logam berat Pb. Logam Pb merupakan logam yang sangat rendah daya larutnya bersifat pasif, dan mempunyai daya translokasi yang rendah mulai dari akar sampai organ tumbuhan lainnya. Jumlah logam Pb dalam tanah dapat menggambarkan kondisi tanah telah terjadi kontaminasi atau tidak terkontaminasi (Santi, 2001).

Logam Pb masuk dalam sel dan berikatan dengan enzim sebagai katalisator, sehingga reaksi kimia di sel tanaman akan terganggu. Hal tersebut akan mempengaruhi produksi hormon pada tumbuhan. Hormon tumbuhan tersebut sangat penting dalam proses pembungaan terutama hormon giberelin. Oleh sebab itu, tanaman yang menyerap Pb, memiliki produksi hormon yang lebih sedikit sehingga proses pembungaan menjadi terganggu (Haryati, 2012). Albooghobaish and Zarinkamar (2011) menyatakan bahwa kontaminasi Pb pada tanaman diketahui dapat berakibat pada penurunan perkecambahan biji, klorosis pada daun, menghambat pertumbuhan akar dan tunas, mengganggu proses fotosintesis, menghambat aktivitas enzim dan hormon pertumbuhan. Masing-masing hormon dan enzim memiliki peran dan fungsi penting dalam membantu pertumbuhan tanaman. Hormon auksin, etilen, dan ABA (asam absisat) mempengaruhi proses pembentukan bunga dan hormon giberelin dapat merangsang pembentukan bunga lebih awal. Dengan adanya kandungan Pb dalam media tanah yang diberikan dapat menghambat kerja hormon dan enzim pada tanaman, sehingga proses pembungaan terhambat.

Logam berat dapat mengganggu kerja enzim, sehingga mengganggu proses metabolisme pada tanaman, dan berpengaruh terhadap pembentukan sel-sel dan jaringan tanaman, khususnya pada jaringan meristem. Akibat adanya gangguan kerja pada jaringan meristem, maka akan menghambat pembentukan dan perpanjangan organ tanaman, menghambat proses respirasi dan fotosintesis pada tanaman. Hal ini akan mengurangi pembentukan klorofil daun dan menyebabkan pembentukan luas daun terhambat sehingga proses fotosintesis tanaman juga akan terganggu. Gangguan pembentukan klorofil ini diakibatkan oleh tergantikannya peran Mg2+ sebagai penyusun klorofil oleh logam berat non esensial seperti Pb. Terganggunya proses metabolisme dan fotosintesis diduga dapat mempengaruhi proses pembungaan (Rossiana, 2003).

b. Pengaruh salinitas tinggi terhadap proses fotosintesis.
Lahan salin/sodik adalah lahan yang mengandung garam dan khususnya natrium (Na) tinggi. Berbeda dengan lahan alkalin, yaitu lahan dengan nilai pH >7,8. Kadangkala terlihat pada permukaan tanah kering garam berwarna putih. Apabila tanahnya sodik (kadar Na tinggi) warna tanah permukaan hitam-kecokelatan akibat terpencarnya bahan organik dan partikel-partikel tanah menjadi padat tetapi terlepaslepas. Kondisi permukaan tanah seperti ini mempersulit perkecambahan benih. Tanaman yang tumbuh pada lahan salin sering mengalami kekeringan, karena konsentras garam yang tinggi dalam larutan tanah menyebabkan tanaman sulit menyerap air. 

Air dalam larutan yang berkonsentrasi garam rendah (sel akar tanaman) bergerak menuju larutan berkadar garam tinggi (tanah). Akibatnya, tanaman kehilangan air, sulit menyerap hara dan tanaman layu kekeringan meskipun tanah cukup air. Tanaman yang terpengaruh salinitas akan mengalami cekaman kekeringan, yaitu ujung daunnya mengering, pertumbuhan tanaman terhambat. Namun dibandingkan tanaman padi, tanaman jagung dan kacang tanah ternyata lebih toleran terhadap salinitas, sedangkan kedelai sangat peka.
MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN


c. Pengaruh Kelebihan Air Terhadap Proses Fotosintesis
Perubahan iklim adalah berubahnya kondisi fisik atmosfer bumi, antara lain suhu dan distribusi curah hujan yang membawa dampak luas terhadap berbagai sektor kehidupan manusia (Kementerian Lingkungan Hidup, 2009). Perubahan iklim diperkirakan akan memberikan dampak yang signifikan terhadap produksi pertanian di Indonesia, khususnya tanaman pangan. Dampak tersebut dapat bersifat langsung yaitu menurunnya produktivitas tanaman, karena meningkatnya suhu udara dan perubahan pola hujan serta intensitas curah hujan yang menyebabkan kekeringan dan kebanjiran (Boer, 2010). 

Produksi tanaman di daerah iklim tropis dan subtropis sering dibatasi oleh curah hujan yang tinggi yang dapat menyebabkan tanah tergenang (Reed et al., 2005). Khususnya tanaman sayuran, kebanyakan tanaman sayuran sangat sensitif terhadap genangan, selain itu belum ditemukan adanya varietas yang tahan terhadap kondisi tersebut (De la Pena dan Hughes, 2007). Tanah yang tergenang dapat dibedakan menjadi dua, pertama suatu keadaan dimana tanah tergenang yang menyebabkan disekitar daerah perakaran tanaman jenuh dengan air (waterlogged) dan kedua, suatu keadaan dimana tanah tergenang yang menyebabkan seluruh bagian tanaman kelebihan air atau terendam.

Menurut Ikhwani et al. (2010), tanaman yang terendam fotosintesisnya sangat terhambat, sehingga untuk pertumbuhan organ yang sedang tumbuh diperlukan perombakan jaringan lain yang mengandung N (remobilisasi N), termasuk klorofil sehingga daun menjadi pucat atau kuning. Selain itu fotosintesis yang terhambat pada tanaman yang terendam disebabkan oleh cahaya yang diterima tanaman tersebut rendah. Hasil penelitian intensitas cahaya terhadap tanaman kedelai oleh Muhuria et al. (2006), menunjukkan intensitas cahaya 50% dapat meningkatkan secara nyata intesitas kehijauan pada tumbuhan.

2.2 Pengaruh Logam Berat, Salinitas Tinggi, dan Kelebihan Air Terhadap Proses Respirasi 
a. Pengaruh Logam Berat Terhadap Proses Respirasi
Logam berat dapat menghambat proses metabolisme sel dan menurunkan pertumbuhannya. Hal ini terjadi karena mekanisme kerja reaksi dari logam berat terhadap protein yang pada umumnya menyerang ikatan sulfida. Ikatan sulfida yang diserang selalu pada molekul proteinnya yang akan menimbulkan kerusakan struktur yang terkait. Ion-ion logam berat efektif berikatan dengan gugus sulfuhidril seperti sistein dengan histidin dan lisin. Posisi ion logam berat sehingga fungsi enzim sebagai katalisator untuk reaksi-reaksi kimia didalam sel mengalami gangguan. Timbal dengan konsentrasi yang melebihi ambang batas akan berakibat dalam proses transpirasi, fotosintesis, respirasi, menghambat kerja enzim, mengubah permeabilitas membran dan berikatan degan sulfuhidril. 

b. Pengaruh Salinitas Tinggi Terhadap Proses Respirasi
Indonesia merupakan negara kepulauan yang mempunyai daerah pantai sangat luas dan belum dimanfaatkan secara optimal. Daerah pantai mengandung senyawa garam yang berasal dari air laut dengan cara merembes ke daratan baik lewat saluran bawah tanah maupun permukaan tanah. Hutabarat dan Evans (1986) menyatakan bahwa unsur-unsur utama yang terkandung dalam air laut adalah natrium, magnesium, kalsium, potassium, strontium, klorida, sulfat, bikarbonat, bromide, borate dan fluoride. Senyawa garam yang dominant pada tanah salin di daerah pantai adalah natrium klorida (NaCl). Kandungan NaCl yang tinggi di daerah pantai menyebabkan tanah menjadi salin sehingga hanya tanaman tertentu yang dapat tumbuh normal. Hal ini sesuai dengan Rosmarkam dan Yuwono (2001) yang menyatakan bahwa pada salinitas 1-3%o hasil produksi menurun untuk tanaman yang sensitif, hasil produksi kebanyakan tanaman menurun pada salinitas 3-5%o, dan hanya tanaman tertentu yang tumbuh normal pada salinitas 5-10%o, serta hampir semua tanaman tidak dapat berproduksi pada salinitas lebih dari 10%. Bintoro dalam Pangaribuan (2001) menyatakan bahwa tanaman biet, asparagus, dan jagung memiliki toleransi yang tinggi terhadap tanah salin. Tomat, ketimun, bawang merah, wortel, kentang, serta selada merupakan tanaman yang bertoleransi sedang, dan jenis kacang-kacangan sangat peka terhadap tanah salin. 

Hasil penelitian Darmanti (2000) menyatakan bahwa semakin tinggi tingkat salinitas menyebabkan pertumbuhan tanaman jawan (Echinochola cruss-galii) terhambat. Hal ini didukung oleh penelitian Sopandie dalam Kusmiyati dkk. (2000) menunjukkan bahwa meningkatnya konsentrasi NaCl akan meningkatkan kadar Na pada tajuk dan akar tanaman barley. Misalnya pada respon tanaman jahe emprit terhadap perlakuan salinitas yang ditunjukkan oleh berat kering menurun pada konsentrasi NaCl 9%.

Perlakuan NaCl menyebabkan jumlah air dalam tanaman berkurang sehingga turgor sel-sel penutup stomata turun. Penurunan turgor stomata mengakibatkan proses fotosintesis terhambat sehingga jumlah asimilat yang dihasilkan oleh tanaman semakin berkurang. Pangaribuan (2001) menyatakan bahwa salinitas yang tinggi menyebabkan ketidakseimbangan proses respirasi dan fotosintesis. Apabila respirasi lebih besar dari pada fotosintesis maka berat kering tanaman semakin berkurang. Hal ini didukung oleh Gardner (1991) yang menyatakan bahwa hasil berat kering tanaman merupakan keseimbangan antara pengambilan CO2 untuk fotosintesis dan pengeluaran CO2 melalui respirasi.

Gejala-gejala tersebut diduga karena adanya NaCl menyebabkan ketidakseimbangan ion sehingga tanaman kekurangan unsur hara khususnya NPK. Hal ini didukung oleh Pangaribuan (2001) yang menyatakan bahwa hambatan pertumbuhan tanaman oleh cekaman garam dapat menurunkan penyerapan nitrogen, kalium dan phosphor. Nitrogen diserap oleh tanaman dalam bentuk NH4+ (ammonium) dan NO3- (nitrat). Terbatasnya ketersediaan karbohidrat akan menurunkan penyerapan NH4+. Banyaknya ion Cl- yang diserap oleh akar tanaman menyebabkan rendahnya penyerapan kation lain seperti NO3-. Hal ini sesuai dengan Pessarakli (1993) menyatakan bahwa akumulasi ion Cl- pada akar mengakibatkan berkurangnya penyerapan NO3- sehingga asam amino yang terbentuk semakin sedikit. Nitrogen berperan penting sebagai penyusun klorofil daun sehingga defisiensi nitrogen menyebabkan daun berwarna kuning dan keriting seperti gejala yang muncul pada tanaman yang ditumbuhkan pada media tanah yang diberi perlakuan NaCl dengan konsentrasi salinitas mulai 9%. 

Perubahan aktivitas metabolisme tanaman pada tanah salin juga disebabkan berkurangnya penyerapan kalium. Kalium diserap oleh tanaman dalam bentuk ion K+ dan berperan penting sebagai katalisator berbagai enzim. Akumulasi ion Na+ menyebabkan berkurangnya kalium sehingga aktivitas enzim seperti nitrat reduktase yang mengubah NO3 menjadi NH3 sebagai penyusun protein akan menurun. Perlakuan larutan NaCl juga menurunkan penyerapan phosphor. Phospor diserap oleh tanaman dalam bentuk HPO42- dan H2PO4-. Akumulasi ion Cl- cenderung menurunkan penyerapan kedua anion tersebut. Phospor berperan penting dalam menggerakan dan menyimpan energi serta perkembangan akar. Defisiensi phosphor menyebabkan perkembangan akar tanaman terhambat sehingga akar yang terbentuk jumlahnya sedikit.

c. Pengaruh Kelebihan Air Terhadap Proses Respirasi
Kondisi tergenang pori-pori tanah diisi air lebih banyak dibandingkan gas sehingga respirasi terhambat. Pada kondisi anaerob untuk mempertahankan suplai energi yang sama dengan atau mendekati level aerobic maka laju glikolisis meningkat secara cepat. Pada keadaan yang demikian penggunaan karbohidrat yang tersedia secara cepat akan habis dan tidak efisien, disamping itu akan terjadi penimbunan metabolit toksik dan akhirnya akan terjadi kematian akar dan pucuk jika kondisi anaerob berlangsung lama (Fitter dan Hay, 1991). Kondisi anaerob berpengaruh terhadap proses glikolisis dan merangsang sintesis enzim alcohol dehidrogenase yang akan mengkatalisir transformasi asetaldehid ke etanol.

Produk ini bersifat toksik, akumulasinya secara cepat di dalam sel tanaman akan menyebabkan kekacauan pada organisasi sel. Kondisi anaerob juga menyebabkan CO2 hasil respirasi lambat keluar dari tanah sehingga menyebabkan terbentuknya senyawa-senyawa beracun di dalam tanah misalnya H2S, C2H2 dan CH4. Pada beberapa tanaman bentuk adaptasi terhadap kekurangan O2 adalah dalam bentuk adanya jaringan yang toleran terhadap genangan dan tidak memperlihatkan pengaruh yang mempercepat glikolisis. Pengaruh glikolisis adalah penting untuk tanaman guna mengeluarkan racun dari produk terakumulasi sebagai hasil fermentasi. Untuk menghindari pengaruh negatif terhadap tanaman seperti kematian akibat pengaruh substrat yang bersifat fitotoksik (alkohol). Ada beberapa jenis tanaman yang toleran terhadap genangan mampu menekan sintesa etanol dan diversifikasi fermentasi untuk menghasilkan bermacam-macam substansi yang tidak mengakibatkan kematian tanaman (Fitter dan Hay, 1991).

2.3. Pengaruh Logam Berat, Salinitas Tinggi, dan Kelebihan Air Terhadap Pertumbuhan Tanaman.
a. Pengaruh Logam Berat Terhadap Pertumbuhan Tanaman 
Tanaman yang keracunan aluminium (Al) perkembangan akarnya terhambat, lebih parah dibandingkan dengan bagian atas tanaman. Pada daun tampak warna antar tulang daun kuning kemerahan sampai putih, ujung dan tepi daun mengering. Terhambatnya pertumbuhan tanaman bagian atas juga disebabkan oleh ikut kahatnya hara lain seperti Mg, Ca, dan P, pekanya tanaman terhadap kekeringan, dan tidak seimbangnya fitohormon. Tanaman menjadi kerdil atau terhambat pertumbuhannya, terutama untuk varietas-varietas yang lebih peka terhadap keracunan Al tersebut. Keracunan Al pada tanaman padi gogo maupun palawija merupakan salah satu faktor pembatas hasil yang sering terjadi di lapang, terutama pada lahan kering masam Oksisol dan Ultisol yang memiliki kejenuhan Al >30%, pH tanah <5,0, konsentrasi Al dalam larutan tanah >1-2 mg Al/l-1.

Tanah biasanya juga memiliki daya ikat kuat terhadap hara P dan ketersediaan P rendah. Cekaman abiotik ini juga sering terjadi pada lahan sulfat masam, sebelum lahan tergenang untuk padi sawah atau palawija dan sayuran lainnya pada kondisi lahan kering. Kejadiannya sering bersamaan dengan keracunan Mn yang juga tersedia banyak pada lahan masam (pH rendah) atau sebelum terjadinya keracunan Fe pada pH <4. Keracunan Al ini terjadi apabila konsentrasi Al dalam tanaman pada fase vegetatif adalah >100 ppm Al, sedangkan normalnya antara 15-18 ppm Al. Aluminum umumnya terakumulasi di ujung akar pada lokasi terjadinya pembelahan dan pemanjangan sel.

Jumlah anakan per rumpun tanaman padi dapat dijadikan indikator awal adanya keracunan Al. Varietas toleran atau peka terhadap keracunan Al tidak dapat dibedakan berdasarkan produksi biomas atau konsentrasi K, Ca, Mg, P, Al dalam tanaman maupun akar. Keracunan Al jarang terjadi pada padi sawah, kecuali pada tanah-tanah masam yang proses reduksinya setelah penggenangan berjalan lambat. Perbedaan toleransi varietas pada tanaman padi adalah disebabkan oleh hal-hal berikut: (1) menghindarkan Al dari lokasi yang peka atau mereduksi aktivitas Al3+ di daerah perakaran, sehingga influks Ca2+ dan Mg2+ tidak terhambat; (2) toleran terhadap Al karena tolerannya jaringan tanaman, imobilisasi Al menjadi bentuk yang tidak meracun, atau tingginya efisiensi penggunaan hara P internal. Varietas kedelai yang relatif tahan masam (pH 4,5-5,5) adalah Singgalang, Slamet, Sindoro, Tanggamus, Sibayak, Nanti, Ratai, dan Seulawah. Pada tanaman kedelai maupun padi yang toleran keracunan Al, translokasi Al dari akar ke bagian atas tanaman kecil dibandingkan varietas yang peka. 

Kenaikan konsentrasi Al di bagian atas tanaman dengan meningkatnya Al larutan adalah tertinggi pada kedelai, kemudian jagung, padi gogo, dan padi sawah (Nursyamsi et al. 2002). Keracunan besi gejalanya pada tanaman adalah (1) daun bagian bawah berbintik cokelat tersebar hampir di seluruh permukaannya; (2) daun lebih sempit tetapi tetap hijau; (3) ujung daun menguning atau mengering pada beberapa varietas padi; (4) warna daun secara keseluruhan coklat keunguan; (5) pertumbuhan tanaman terhambat dan anakan sangat sedikit; dan (6) permukaan akar berwarna hitam atau coklat gelap dan banyak yang mati. Kejadian ini dapat berlangsung selama pertumbuhan tanaman. Konsentrasi besi (Fe) dalam daun tanaman padi yang tumbuh normal pada fase vegetatif berkisar antara 100-150 ppm Fe. 

Tanaman padi yang keracunan besi mengandung Fe tinggi (300-2000 ppm Fe), namun batas kritiknya bergantung pada umur tanaman dan kondisi status haranya. Bila status haranya tidak seimbang maka keracunan besi bisa terjadi pada konsentrasi Fe yang rendah. Tanaman yang kekurangan besi dalam daunnya mengandung K rendah (<1% K), nisbah K : Fe <18 : 1 dalam jerami atau <1,5 : 1 dalam akar. Tingkat keparahan tanaman padi terhadap keracunan besi bergantung pada (1) ketahanan perakaran tanaman padi; (2) fase tumbuh tanaman; (3) varietas tanaman, terutama kemampuan akar dalam mengoksidasi (root oxidation power). 

Keracunan besi dapat terjadi pada berbagai macam tanah, tetapi umumnya pada tanaman padi di lahan sawah yang terus-menerus tergenang selama pertumbuhan tanaman atau pada lahan yang sulit dikeringkan, yaitu (1) tanah berdrainase buruk seperti Aquents, Aquepts, Aquults; (2) di lembah perbukitan tanah masam; (3) tanah-tanah kaolinit dengan KTK rendah dan kandungan hara makro tersedia rendah; (4) tanah-tanah liat masam; dan (5) tanah-tanah sulfat masam (sulfaquept). Dalam tanah konsentrasi Fe >300 ppm dianggap sebagai batas kritik keracunan. Namun, keracunan besi dapat terjadi pada kisaran kandungan Fe yang lebar, menandakan bahwa keracunan besi tidak sepenuhnya bergantung pada konsentrasinya dalam larutan tanah saja. Tanah ber-pH <5,0 atau kandungan K, P, Ca, dan Mg rendah sering terjadi keracunan besi bagi tanaman padi.

Prinsip terjadinya keracunan besi adalah sebagai berikut: (1) pada tanah masam, kejenuhan basa rendah dan selalu tergenang, ion fero banyak terakumulasi dalam larutan tanah; (2) pada kondisi tanah tergenang terjadi akumulasi zat penghambat respirasi seperti H2S, FeS; dan asam-asam organik yang dapat melemahkan kemampuan akar dalam mengoksidasi; dan (3) tanaman yang memiliki status hara rendah atau tidak seimbang seperti kahat P, Ca, Mg atau K memiliki akar yang kurang mampu mengoksidasi ion fero (Fe2+) sehingga ion Fe2+ masuk ke akar secara tidak terkendali; (4) penyerapan Fe berlebihan menyebabkan meningkatnya aktivitas polyphenol oxidase yang banyak menghasilkan polyphenol teroksidasi penyebab daun berkarat. Banyaknya Fe dalam tanaman menyebabkan terbentuknya radikal-radikal oksigen yang bersifat fitotoksik dan merusak membran sel sehingga tanaman keracunan besi. 

Varietas padi berbeda kepekaannya terhadap keracunan besi, karena adanya perbedaan dalam beberapa hal sebagai berikut: (1) sistem perakarannya mampu mengoksidasi ion fero (Fe2+) di tanah menjadi endapan Fe3+ hidroksida yang berupa lapisan berwarna coklat kemerahan di akarnya, sehingga penyerapan ion fero terkendali. Namun bila ion fero terlalu banyak atau kemampuan akar dalam mengoksidasinya kurang, maka akar berwarna hitam akibat endapan Fe-sulfida. Kekuatan akar mengoksidasi merupakan eksresi O2 hasil transport dari bagian atas tanaman ke akar melalui aerenkhima. Varietas padi berbeda kemampuannya dalam mengoksidasi tersebut, sehingga juga berbeda kepekaannya terhadap keracunan Fe; (2) perbedaan toleran dalam akumulasi toksin, yaitu oksidasi fero dan mengendapkan feri; (3) perbedaan dalam cekaman hara ganda, sehingga berbeda dalam kemampuan akar mengoksidasi.

b. Pengaruh Salinitas Tinggi Terhadap Pertumbuhan Tanaman
Pertumbuhan tumbuhan dapat dipengaruhi oleh dua faktor yaitu faktor dalam atau internal factor yaitu faktor yang berasal dari tumbuhan itu sendiri atau sifat yang terdapat dalam tumbuhan dan faktor lingkungan atau environmental factor yaitu faktor yang berasal atau berada di sekeliling tumbuhan. Faktor lingkungan dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok abiotik dan kelompok biotik (makhluk hidup). Tumbuhan pada umumnya terkena berbagai jenis cekaman lingkungan yang mengganggu pertumbuhan dan perkembangan seperti kekeringan, pembekuan, suhu dan salinitas atau kadar garam yang tinggi. 

Salinitas merupakan salah satu faktor utama dari faktor lingkungan yang mempengaruhi tumbuhan di seluruh dunia (Yancey et al,. 1982). Salinitas dapat terjadi karena perubahan iklim seperti cuaca yang sangat ekstrim misalnya suhu menjadi sangat tinggi. Suhu yang tinggi akan menyebabkan penguapan (evaporasi) yang cepat dan meningkat yang akan mengakibatkan garam terakumulasi di dalam tanah. Perubahan iklim yang menyebabkan suhu menjadi tinggi sangat mungkin terjadi di daerah dataran tinggi atau daerah pegunungan, sehingga daerah tersebut memiliki kadar garam yang tinggi. Di negara Indonesia yang merupakan negara tropis memiliki dua musim yaitu musim hujan dan musim kemarau. Ketika musim kemarau, karena curah hujan yang kurang menyebabkan kurangnya air untuk melarutkan dan mencuci garam yang ada di dalam tanah. Drainase yang buruk juga menyebabkan evaporasi lebih besar daripada perkolasi yang merupakan faktor utama berlangsungnya proses salinisasi. Salinitas tanah dapat mempengaruhi tumbuhan karena kandungan garam terlarut yang tinggi. Garam yang terkonsentrasi dalam tanah juga dapat berasal dari pupuk kimia yang terakumulasi. Salinitas tanah merupakan faktor abiotik utama yang mempengaruhi lebih dari sekitar 40% dari lahan irigasi dan 20% dari lahan pertanian secara global (Hu dan Schimidhalder, 2004). 

Cekaman salinitas juga dapat menyebabkan masalah kekeringan pada tanaman yang akan mengakibatkan tumbuhan menjadi kekurangan air. Secara garis besar respons tumbuhan terhadap salinitas dapat dilihat dalam dua bentuk adaptasi yaitu dengan mekanisme morfologi dan mekanisme fisiologi (Sipayung, 2006). Evaluasi toleransi tumbuhan terhadap kekurangan air dapat dilakukan dengan mengidentifikasi ciri-ciri morfologi dan fisiologi yang berkaitan erat dengan hasil produksi tumbuhan di lingkungan yang kekurangan air (Li et al., 2006). Pada proses pemanjangan sel, tanaman memerlukan keseimbangan air yang sesuai karena kekuatan pemanjangan sel merupakan akibat dari tekanan turgor. Salisbury dan Ross (1995) menyatakan bahwa adanya air akan meningkatkan turgor dinding sel yang mengakibatkan dinding sel mengalami peregangan sehingga ikatan antara dinding sel melemah. 

Hal inilah yang mendorong dinding dan membran sel bertambah besar, sehingga minimnya ketersediaan air akan menghambat pertumbuhan tanaman. Terbatasnya bahan organik juga menghambat pertumbuhan tinggi tanaman. Gardner dkk. (1991) menegaskan bahwa proses diferensiasi sel pada tahap perkembangan jaringan primer sangat memerlukan karbohidrat untuk penebalan dinding sel epidermis batang dan perkembangan akar maupun batang. Perlakuan NaCl menyebabkan ketidakseimbangan ion pada jaringan tanaman sehingga proses metabolisme terganggu dan pertumbuhan tinggi tanaman menurun. Selain hal tersebut diatas, cekaman garam akan menyebabkan berkurangnya sintesis hormon yang memacu pertumbuhan dan meningkatnya hormon yang menghambat pertumbuhan. 

IAA merupakan hormon yang merangsang pembelahan, pemanjangan dan perbesaran sel. Adanya salinitas yang tinggi menyebabkan berkurangnya asam amino seperti triptofan yang diperlukan dalam sintesis hormon IAA sehingga konsentrasi hormon IAA menurun. Penurunan hormon IAA akan menghambat pertumbuhan tanaman jahe emprit. Pessarakli (1993) menyatakan bahwa tingkat stres garam yang berlebihan akan menurunkan IAA pada tanaman yang sensitif terhadap garam. Hastuti dkk. (2000) menambahkan bahwa kandungan hormon ABA meningkat pada kondisi stres. ABA mempunyai peran antagonis dengan hormone IAA yaitu menghambat pertumbuhan.

Ciri morfologi dapat dilihat dari multiplikasi pucuk, tinggi pucuk dan pertambahan jumlah nodus tumbuhan sebagai parameter pertumbuhan. Banyaknya Na+ di dalam tanah menyebabkan menurunnya ketersediaan unsur Ca+, Mg2+, dan K+ yang dapat diserap bagi tumbuhan. Tingginya kandungan Cl- mengakibatkan berkurangnya kandungan NO3- dalam pucuk. Pertumbuhan tumbuhan banyak terhambat akibat kadar garam yang tinggi. Untuk ciri fisiologi dapat dilihat dari kandungan klorofil tumbuhan. Kekurangan air pada tumbuhan akan mempengaruhi reaksi-reaksi biokimia fotosintesis (Fitter dan Hay, 1994; Ju dan Zhang, 1999). Kurangnya ketersediaan air akan menghambat sintesis klorofil pada daun dan terjadinya peningkatan temperatur dan transpirasi yang menyebabkan disintegrasi klorofil (Hendriyani dan Setiari, 2009).

c. Pengaruh Kelebihan Air Terhadap Pertumbuhan Tanaman.
Water flooding atau kelebihan air didefinisikan sebagai kondisi dimana keberadaan air dalam tanah melebihi kapasitas lapang atau potensial air diatas nol bars. Pada kondisi tergenang menyebabkan pergantian fase gas di dalam tanah menjadi fase cair. Cekaman kondisi tersebut terhadap tanaman lebih bersifat tidak langsung (secondary stress) yaitu stress gas dan stress mineral. Stress gas berupa kekurangan O2, kelebihan CO2 dan kelebihan etilen, sedang stress mineral berupa kekurangan unsure hara dalam rhizosfer.

Perubahan iklim global memberikan pengaruh terhadap sistem pertanian. Sistem budidaya padi sangat dipengaruhi oleh ketersediaan air, terutama pada daerah-daerah yang muka air tanahnya sangat dipengaruhi oleh fluktuasi muka air sungai, pasang surutnya air laut, dan curah hujan. Daerah sentra produksi padi yang kebanyakan berada pada lokasi dataran rendah sangat rentan terhadap peluang terjadinya banjir (Aydinalp dan Cresser, 2008). Cekaman rendaman mengakibatkan terjadinya perubahan kondisi aerobik ke anaerobik dan sebaliknya dari anaerobik ke aerobik setelah air berkurang. 

Genangan air mengakibatkan kondisi anaerobik pada perakaran tanaman, sehingga mengakibatkan menurunnya pertukaran gas antara tanah dan udara. Hal ini berdampak pada ketersediaan O2 bagi akar tanaman dan mikroorganisme tanah menjadi sangat terbatas (mendorong udara keluar dari pori tanah dan menghambat laju difusi). Akibat terbatasnya ketersediaan O2 pada sekitar perakaran tanaman meyebabkan tidak stabilnya transpor hara dan air menuju jaringan daun. Proses tersebut dapat menurunkan potensial air daun yang mangakibatkan menutupnya stomata sehingga menimbulkan wilting pada tanaman (Bardford and Yang 1981) dan pada akhirnya menurunkan hasil.

Ketersediaan karbohidrat merupakan faktor kunci untuk adaptasi dari kondisi aerobik ke anaerobik. Menurut Kawano et al. (2008), efisiensi penggunaan karbohidrat selama kondisi terendam juga penting untuk adaptasi pada lingkungan anaerob. Sarkar et al. (2006) melaporkan bahwa toleransi rendaman merupakan adaptasi tanaman dalam merespon proses anaerob yang memampukan sel untuk mengatur atau memelihara keutuhannya sehingga tanaman mampu bertahan hidup dalam kondisi sedikit oksigen (hipoksia) tanpa kerusakan yang berarti. 

Sebuah evaluasi terhadap padi yang toleran dan tidak toleran pasca diberi cekaman rendaman menunjukkan bahwa bibit padi yang toleran memiliki 30-50% cadangan karbohidrat nonstruktural lebih banyak dibandingkan kultivar rentan. Hasil percobaan dalam penelitian Gribaldi (2013) menunjukkan bahwa varietas Inpara 5 yang mengandung gen Sub-1 yang diberi pemupukan separuh dosis Urea pada saat tanam dan sisanya diberikan pada 42 hari setelah tanam dapat meningkatkan toleransi dan pemulihan tanaman padi terhadap cekaman rendaman. 

Penetrasi cahaya yang diterima tanaman rendah (Pierik et al., 2005) dan kecepatan difusi gas di air lebih lambat dibanding di udara pada saat tanaman kondisi terendam. Penurunan difusi gas ini mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan, metabolisme, dan daya tahan tanaman (Sarkar et al., 2006). Sebaliknya, hormon tanaman seperti etilen dalam bentuk gas yang diproduksi di dalam tanaman akan terakumulasi dalam jaringan tanaman. Ella et al. (2003), melaporkan etilen berpengaruh terhadap menguningnya daun (senescene) yang tentunya akan menghambat fiksasi karbon dalam fotosintesis pada saat maupun setelah tanaman terendam. 

Cekaman rendaman menyebabkan beberapa tanaman mengalami perubahan anatomi dan morfologi untuk dapat beradaptasi kondisi ini. Terdapat dua mekanisme morfologi untuk tanaman yang mengalami cekaman rendaman, yaitu melalui pembentukan jaringan aerenkima yang tidak hanya pada akar tetapi juga di daun dan pemanjangan batang dimana pemanjangan ini harus terkendali sehingga tanaman tidak rebah pada saat genangan berakhir. 

BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan, bahwa :
  1. Logam berat dapat mengganggu kerja enzim, sehingga mengganggu proses metabolisme pada tanaman, dan berpengaruh terhadap pembentukan sel-sel dan jaringan tanaman, khususnya pada jaringan meristem. Tanaman yang terpengaruh salinitas akan mengalami cekaman kekeringan, yaitu ujung daunnya mengering, pertumbuhan tanaman terhambat dan tanaman yang terendam fotosintesisnya sangat terhambat, sehingga untuk pertumbuhan organ yang sedang tumbuh diperlukan perombakan jaringan lain yang mengandung N (remobilisasi N), termasuk klorofil sehingga daun menjadi pucat atau kuning.
  2. Logam berat dapat menghambat proses metabolisme sel dan menurunkan pertumbuhannya. Hal ini terjadi karena mekanisme kerja reaksi dari logam berat terhadap protein yang pada umumnya menyerang ikatan sulfida, kemudian salinitas yang tinggi menyebabkan ketidakseimbangan proses respirasi dan fotosintesis dan apabila respirasi lebih besar dari pada fotosintesis maka berat kering tanaman semakin berkurang dan kondisi tergenang pori-pori tanah diisi air lebih banyak dibandingkan gas sehingga respirasi terhambat. Pada kondisi anaerob untuk mempertahankan suplai energi yang sama dengan atau mendekati level aerobic maka laju glikolisis meningkat secara cepat.
  3. Terhambatnya pertumbuhan tanaman juga disebabkan oleh ikut kahatnya hara lain seperti Mg, Ca, dan P, pekanya tanaman terhadap kekeringan, dan tidak seimbangnya fitohormon dan cekaman garam akan menyebabkan berkurangnya sintesis hormon yang memacu pertumbuhan dan meningkatnya hormon yang menghambat pertumbuhan. Kemudian genangan air mengakibatkan kondisi anaerobik pada perakaran tanaman, sehingga mengakibatkan menurunnya pertukaran gas antara tanah dan udara.

3.2 Saran
Saran yang dapat saya berikan yaitu materi mengenai pengaruh cekaman lingkungan terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan adalah sangat menarik sebaiknya kita dapat mendiskusikan materi ini secara bersama atau dengan pembagian kelompok dengan melihat secara langsung cekaman lingkungan yang terjadi disekitar lingkungan kita agar wawasan kita bertambah dan kita menjadi lebih paham dengan materi ini.

DAFTAR PUSTAKA
Delvian. 2005. Respon Pertumbuhan dan Perkembangan Cendawan Mikoriza Arbuskula dan Tanaman Terhadap Salinitas Tanah. E-Usu Repository. 1 (1). 1-20.

Dwi Putro Priadi. 2014. Hubungan Karakter Agronomi Dan Fisiologi Sepuluh Varietas Cabai Merah Akibat Perbedaan Waktu Genangan. Prosiding Seminar Nasional Lahan Suboptimal 2014. ISBN : 979-587-529-9. 71-78.

Gribaldi Dkk. 2014. Pengaruh Pemupukan Terhadap Perubahan Morfofisiologi Dua Varietas Padi Pada Kondisi Cekaman Rendaman. J. Agron. Indonesia. 42 (1) 17–23.

Hefika Cipta Sari dkk. 2006. Pertumbuhan Tanaman Jahe Emprit (Zingiber Officinale Var. Rubrum) pada Media Tanam Pasir dengan Salinitas yang Berbeda. Buletin Anatomi dan Fisiologi. Vol. XIV (2). 12-29.

Ramayani Dkk. 2009. Pengaruh Salinitas Terhadap Pertumbuhan dan Biomassa Semai dan Kandungan Lipida Pohon Non-Sekresi Ceriops Tagal. Mahasiswa Budidaya Hutan. 1 (1). 1-11.

Ratna Juwita Arisusanti. 2010. Pengaruh Pemberian Mikoriza Glomus Fasciculatum Terhadap Pertumbuhan Tanaman Dahlia Pinnata yang Ditumbuhkan pada Media Mengandung Logam Timbal (Pb). Biogenesis. 1(2) : 26-32.

Suwarti. 2013. Pertumbuhan, Hasil dan Indeks Sensitivitas Tanaman Jagung Terhadap Cekaman Genangan Air. Seminar Nasional Serealia. 1 (1). 169- 180.

MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN

MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN
MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 
Setiap tumbuhan memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Kondisi lingkungan tempat tumbuhan berada selalu mengalami perubahan. Perubahan yang terjadi mungkin saja masih berada dalam batas toleransi tumbuhan tersebut, tetapi seringkali terjadi perubahan lingkungan yang dapat menyebabkan penurunan produktivitas atau bahkan kematian pada tumbuhan. Hal ini menunjukkan bahwa setiap tumbuhan memiliki faktor pembatas dan daya toleransi terhadap lingkungan. 

Pertumbuhan tumbuhan dapat dipengaruhi oleh dua faktor yaitu faktor dalam atau internal factor yaitu faktor yang berasal dari tumbuhan itu sendiri atau sifat yang terdapat dalam tumbuhan dan faktor lingkungan atau environmental factor yaitu faktor yang berasal atau berada di sekeliling tumbuhan. Faktor lingkungan dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok abiotik dan kelompok biotik (makhluk hidup). Tumbuhan pada umumnya terkena berbagai jenis cekaman lingkungan yang mengganggu pertumbuhan dan perkembangan seperti kekeringan, pembekuan, suhu dan salinitas atau kadar garam yang tinggi. Cekaman merupakan segala kondisi lingkungan yang memungkinkan akan menurunkan dan merugikan pertumbuhan atau perkembangan tumbuhan pada fungsi normalnya.

Berdasarkan uraian sebelumnya maka perlu adanya penjelasan lebih rinci mengenai cekaman-cekaman lingkungan yang dapat mempengaruhi proses pertumbuhan suatu tumbuhan, diantaranya yaitu pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses fotosintesis, proses respirasi dan pertumbuhan tanaman.

1.2 Rumusan Masalah 
  1. Bagaimana pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses fotosintesis?
  2. Bagaimana pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses respirasi?
  3. Bagaimana pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap pertumbuhan tanaman? 

1.3 Tujuan Penulisan 
  1. Untuk mengetahui pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses fotosintesis.
  2. Untuk mengetahui pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses respirasi.
  3. Untuk mengetahui pengaruh logam berat, salinitas tinggi, dan kelebihan air terhadap proses pertumbuhan tanaman.

1.4 Manfaat Penulisan 
1. Bagi penulis
Menambah wawasan dan pengetahuan tentang cekaman-cekaman lingkungan yang dapat terjadi pada suatu tumbuhan dan bagaimana proses dan dampak fisiologis pada tumbuhan ketika mempertahankan diri yang diakibatkan oleh cekaman-cekaman tersebut. 

2. Bagi pembaca
Dapat dijadikan sebagai bahan bacaan atau referensi dan sumber acuan yang berkaitan dengan cekaman logam berat, salinitas tinggi dan kelebihan air terhadap proses fotosintesis. respirasi dan pertumbuhan tanaman.

BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengaruh Logam Berat, Salinitas Tinggi, dan Kelebihan Air Terhadap Proses Fotosintesis.
a. Pengaruh logam berat terhadap proses fotosintesis. 
Aktivitas manusia dalam memenuhi kebutuhan kadang menghasilkan dampak terhadap lingkungan. Dampak tersebut dapat berupa dampak positif maupun negatif. Salah satu dampak negatif akibat aktivitas manusia adalah turunnya kualitas lingkungan hidup. Sebagai contoh turunnya kualitas tanah akibat pencemaran limbah yang dihasilkan oleh manusia, baik limbah rumah tangga, industri, maupun pertanian. Salah satu faktor pencemaran tanah yang paling penting adalah limbah yang mengandung logam berat. Logam berat adalah unsur logam dengan berat molekul tinggi dan merupakan pencemaran lingkungan yang utama. Dalam kadar rendah logam berat pada umumnya sudah beracun bagi tumbuhan dan hewan. Logam berat menjadi berbahaya disebabkan oleh adanya sistem bioakumulasi, yaitu peningkatan konsentrasi unsur kimia didalam tubuh mahluk hidup. Pencemaran logam berat berlangsung sangat cepat sejak dimulainya revolusi industri. Umumnya, logam berat yang menyebabkan pencemaran adalah Cd, Cr, Cu, Hg, Pb dan Zn (Palar, 1994).

Salah satu logam berat yang mencemari tanah adalah Pb atau timbal. Logam berat. Timbal (Pb) merupakan salah satu logam berat yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan organisme lainnya. Kegiatan rumah tangga merupakan salah satu sumber pencemar logam berat yang dapat berasal dari kegiatan mencuci (sabun dan detergen). Pupuk dikategorikan sebagai sumber pencemar karena adanya kandungan unsur serta senyawa tertentu yang masuk kedalam suatu sistem dimana unsur maupun senyawa tersebut tidak diperlukan dalam jumlah banyak atau dapat membahayakan komponen dalam lingkungan tersebut. Sebagai contoh pupuk fosfat mengandung Pb antara 7 – 225 ppm (Darmono, 1995). Sampah yang mengandung logam berat merupakan salah satu penyebab terjadinya pencemaran perairan maupun tanah. Dari berbagai sumber pencemaran Pb tersebut, maka di dataran tinggi pun yang jauh dari industri-industri dapat juga mengalami pencemaran logam berat Pb. Logam Pb merupakan logam yang sangat rendah daya larutnya bersifat pasif, dan mempunyai daya translokasi yang rendah mulai dari akar sampai organ tumbuhan lainnya. Jumlah logam Pb dalam tanah dapat menggambarkan kondisi tanah telah terjadi kontaminasi atau tidak terkontaminasi (Santi, 2001).

Logam Pb masuk dalam sel dan berikatan dengan enzim sebagai katalisator, sehingga reaksi kimia di sel tanaman akan terganggu. Hal tersebut akan mempengaruhi produksi hormon pada tumbuhan. Hormon tumbuhan tersebut sangat penting dalam proses pembungaan terutama hormon giberelin. Oleh sebab itu, tanaman yang menyerap Pb, memiliki produksi hormon yang lebih sedikit sehingga proses pembungaan menjadi terganggu (Haryati, 2012). Albooghobaish and Zarinkamar (2011) menyatakan bahwa kontaminasi Pb pada tanaman diketahui dapat berakibat pada penurunan perkecambahan biji, klorosis pada daun, menghambat pertumbuhan akar dan tunas, mengganggu proses fotosintesis, menghambat aktivitas enzim dan hormon pertumbuhan. Masing-masing hormon dan enzim memiliki peran dan fungsi penting dalam membantu pertumbuhan tanaman. Hormon auksin, etilen, dan ABA (asam absisat) mempengaruhi proses pembentukan bunga dan hormon giberelin dapat merangsang pembentukan bunga lebih awal. Dengan adanya kandungan Pb dalam media tanah yang diberikan dapat menghambat kerja hormon dan enzim pada tanaman, sehingga proses pembungaan terhambat.

Logam berat dapat mengganggu kerja enzim, sehingga mengganggu proses metabolisme pada tanaman, dan berpengaruh terhadap pembentukan sel-sel dan jaringan tanaman, khususnya pada jaringan meristem. Akibat adanya gangguan kerja pada jaringan meristem, maka akan menghambat pembentukan dan perpanjangan organ tanaman, menghambat proses respirasi dan fotosintesis pada tanaman. Hal ini akan mengurangi pembentukan klorofil daun dan menyebabkan pembentukan luas daun terhambat sehingga proses fotosintesis tanaman juga akan terganggu. Gangguan pembentukan klorofil ini diakibatkan oleh tergantikannya peran Mg2+ sebagai penyusun klorofil oleh logam berat non esensial seperti Pb. Terganggunya proses metabolisme dan fotosintesis diduga dapat mempengaruhi proses pembungaan (Rossiana, 2003).

b. Pengaruh salinitas tinggi terhadap proses fotosintesis.
Lahan salin/sodik adalah lahan yang mengandung garam dan khususnya natrium (Na) tinggi. Berbeda dengan lahan alkalin, yaitu lahan dengan nilai pH >7,8. Kadangkala terlihat pada permukaan tanah kering garam berwarna putih. Apabila tanahnya sodik (kadar Na tinggi) warna tanah permukaan hitam-kecokelatan akibat terpencarnya bahan organik dan partikel-partikel tanah menjadi padat tetapi terlepaslepas. Kondisi permukaan tanah seperti ini mempersulit perkecambahan benih. Tanaman yang tumbuh pada lahan salin sering mengalami kekeringan, karena konsentras garam yang tinggi dalam larutan tanah menyebabkan tanaman sulit menyerap air. 

Air dalam larutan yang berkonsentrasi garam rendah (sel akar tanaman) bergerak menuju larutan berkadar garam tinggi (tanah). Akibatnya, tanaman kehilangan air, sulit menyerap hara dan tanaman layu kekeringan meskipun tanah cukup air. Tanaman yang terpengaruh salinitas akan mengalami cekaman kekeringan, yaitu ujung daunnya mengering, pertumbuhan tanaman terhambat. Namun dibandingkan tanaman padi, tanaman jagung dan kacang tanah ternyata lebih toleran terhadap salinitas, sedangkan kedelai sangat peka.
MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN


c. Pengaruh Kelebihan Air Terhadap Proses Fotosintesis
Perubahan iklim adalah berubahnya kondisi fisik atmosfer bumi, antara lain suhu dan distribusi curah hujan yang membawa dampak luas terhadap berbagai sektor kehidupan manusia (Kementerian Lingkungan Hidup, 2009). Perubahan iklim diperkirakan akan memberikan dampak yang signifikan terhadap produksi pertanian di Indonesia, khususnya tanaman pangan. Dampak tersebut dapat bersifat langsung yaitu menurunnya produktivitas tanaman, karena meningkatnya suhu udara dan perubahan pola hujan serta intensitas curah hujan yang menyebabkan kekeringan dan kebanjiran (Boer, 2010). 

Produksi tanaman di daerah iklim tropis dan subtropis sering dibatasi oleh curah hujan yang tinggi yang dapat menyebabkan tanah tergenang (Reed et al., 2005). Khususnya tanaman sayuran, kebanyakan tanaman sayuran sangat sensitif terhadap genangan, selain itu belum ditemukan adanya varietas yang tahan terhadap kondisi tersebut (De la Pena dan Hughes, 2007). Tanah yang tergenang dapat dibedakan menjadi dua, pertama suatu keadaan dimana tanah tergenang yang menyebabkan disekitar daerah perakaran tanaman jenuh dengan air (waterlogged) dan kedua, suatu keadaan dimana tanah tergenang yang menyebabkan seluruh bagian tanaman kelebihan air atau terendam.

Menurut Ikhwani et al. (2010), tanaman yang terendam fotosintesisnya sangat terhambat, sehingga untuk pertumbuhan organ yang sedang tumbuh diperlukan perombakan jaringan lain yang mengandung N (remobilisasi N), termasuk klorofil sehingga daun menjadi pucat atau kuning. Selain itu fotosintesis yang terhambat pada tanaman yang terendam disebabkan oleh cahaya yang diterima tanaman tersebut rendah. Hasil penelitian intensitas cahaya terhadap tanaman kedelai oleh Muhuria et al. (2006), menunjukkan intensitas cahaya 50% dapat meningkatkan secara nyata intesitas kehijauan pada tumbuhan.

2.2 Pengaruh Logam Berat, Salinitas Tinggi, dan Kelebihan Air Terhadap Proses Respirasi 
a. Pengaruh Logam Berat Terhadap Proses Respirasi
Logam berat dapat menghambat proses metabolisme sel dan menurunkan pertumbuhannya. Hal ini terjadi karena mekanisme kerja reaksi dari logam berat terhadap protein yang pada umumnya menyerang ikatan sulfida. Ikatan sulfida yang diserang selalu pada molekul proteinnya yang akan menimbulkan kerusakan struktur yang terkait. Ion-ion logam berat efektif berikatan dengan gugus sulfuhidril seperti sistein dengan histidin dan lisin. Posisi ion logam berat sehingga fungsi enzim sebagai katalisator untuk reaksi-reaksi kimia didalam sel mengalami gangguan. Timbal dengan konsentrasi yang melebihi ambang batas akan berakibat dalam proses transpirasi, fotosintesis, respirasi, menghambat kerja enzim, mengubah permeabilitas membran dan berikatan degan sulfuhidril. 

b. Pengaruh Salinitas Tinggi Terhadap Proses Respirasi
Indonesia merupakan negara kepulauan yang mempunyai daerah pantai sangat luas dan belum dimanfaatkan secara optimal. Daerah pantai mengandung senyawa garam yang berasal dari air laut dengan cara merembes ke daratan baik lewat saluran bawah tanah maupun permukaan tanah. Hutabarat dan Evans (1986) menyatakan bahwa unsur-unsur utama yang terkandung dalam air laut adalah natrium, magnesium, kalsium, potassium, strontium, klorida, sulfat, bikarbonat, bromide, borate dan fluoride. Senyawa garam yang dominant pada tanah salin di daerah pantai adalah natrium klorida (NaCl). Kandungan NaCl yang tinggi di daerah pantai menyebabkan tanah menjadi salin sehingga hanya tanaman tertentu yang dapat tumbuh normal. Hal ini sesuai dengan Rosmarkam dan Yuwono (2001) yang menyatakan bahwa pada salinitas 1-3%o hasil produksi menurun untuk tanaman yang sensitif, hasil produksi kebanyakan tanaman menurun pada salinitas 3-5%o, dan hanya tanaman tertentu yang tumbuh normal pada salinitas 5-10%o, serta hampir semua tanaman tidak dapat berproduksi pada salinitas lebih dari 10%. Bintoro dalam Pangaribuan (2001) menyatakan bahwa tanaman biet, asparagus, dan jagung memiliki toleransi yang tinggi terhadap tanah salin. Tomat, ketimun, bawang merah, wortel, kentang, serta selada merupakan tanaman yang bertoleransi sedang, dan jenis kacang-kacangan sangat peka terhadap tanah salin. 

Hasil penelitian Darmanti (2000) menyatakan bahwa semakin tinggi tingkat salinitas menyebabkan pertumbuhan tanaman jawan (Echinochola cruss-galii) terhambat. Hal ini didukung oleh penelitian Sopandie dalam Kusmiyati dkk. (2000) menunjukkan bahwa meningkatnya konsentrasi NaCl akan meningkatkan kadar Na pada tajuk dan akar tanaman barley. Misalnya pada respon tanaman jahe emprit terhadap perlakuan salinitas yang ditunjukkan oleh berat kering menurun pada konsentrasi NaCl 9%.

Perlakuan NaCl menyebabkan jumlah air dalam tanaman berkurang sehingga turgor sel-sel penutup stomata turun. Penurunan turgor stomata mengakibatkan proses fotosintesis terhambat sehingga jumlah asimilat yang dihasilkan oleh tanaman semakin berkurang. Pangaribuan (2001) menyatakan bahwa salinitas yang tinggi menyebabkan ketidakseimbangan proses respirasi dan fotosintesis. Apabila respirasi lebih besar dari pada fotosintesis maka berat kering tanaman semakin berkurang. Hal ini didukung oleh Gardner (1991) yang menyatakan bahwa hasil berat kering tanaman merupakan keseimbangan antara pengambilan CO2 untuk fotosintesis dan pengeluaran CO2 melalui respirasi.

Gejala-gejala tersebut diduga karena adanya NaCl menyebabkan ketidakseimbangan ion sehingga tanaman kekurangan unsur hara khususnya NPK. Hal ini didukung oleh Pangaribuan (2001) yang menyatakan bahwa hambatan pertumbuhan tanaman oleh cekaman garam dapat menurunkan penyerapan nitrogen, kalium dan phosphor. Nitrogen diserap oleh tanaman dalam bentuk NH4+ (ammonium) dan NO3- (nitrat). Terbatasnya ketersediaan karbohidrat akan menurunkan penyerapan NH4+. Banyaknya ion Cl- yang diserap oleh akar tanaman menyebabkan rendahnya penyerapan kation lain seperti NO3-. Hal ini sesuai dengan Pessarakli (1993) menyatakan bahwa akumulasi ion Cl- pada akar mengakibatkan berkurangnya penyerapan NO3- sehingga asam amino yang terbentuk semakin sedikit. Nitrogen berperan penting sebagai penyusun klorofil daun sehingga defisiensi nitrogen menyebabkan daun berwarna kuning dan keriting seperti gejala yang muncul pada tanaman yang ditumbuhkan pada media tanah yang diberi perlakuan NaCl dengan konsentrasi salinitas mulai 9%. 

Perubahan aktivitas metabolisme tanaman pada tanah salin juga disebabkan berkurangnya penyerapan kalium. Kalium diserap oleh tanaman dalam bentuk ion K+ dan berperan penting sebagai katalisator berbagai enzim. Akumulasi ion Na+ menyebabkan berkurangnya kalium sehingga aktivitas enzim seperti nitrat reduktase yang mengubah NO3 menjadi NH3 sebagai penyusun protein akan menurun. Perlakuan larutan NaCl juga menurunkan penyerapan phosphor. Phospor diserap oleh tanaman dalam bentuk HPO42- dan H2PO4-. Akumulasi ion Cl- cenderung menurunkan penyerapan kedua anion tersebut. Phospor berperan penting dalam menggerakan dan menyimpan energi serta perkembangan akar. Defisiensi phosphor menyebabkan perkembangan akar tanaman terhambat sehingga akar yang terbentuk jumlahnya sedikit.

c. Pengaruh Kelebihan Air Terhadap Proses Respirasi
Kondisi tergenang pori-pori tanah diisi air lebih banyak dibandingkan gas sehingga respirasi terhambat. Pada kondisi anaerob untuk mempertahankan suplai energi yang sama dengan atau mendekati level aerobic maka laju glikolisis meningkat secara cepat. Pada keadaan yang demikian penggunaan karbohidrat yang tersedia secara cepat akan habis dan tidak efisien, disamping itu akan terjadi penimbunan metabolit toksik dan akhirnya akan terjadi kematian akar dan pucuk jika kondisi anaerob berlangsung lama (Fitter dan Hay, 1991). Kondisi anaerob berpengaruh terhadap proses glikolisis dan merangsang sintesis enzim alcohol dehidrogenase yang akan mengkatalisir transformasi asetaldehid ke etanol.

Produk ini bersifat toksik, akumulasinya secara cepat di dalam sel tanaman akan menyebabkan kekacauan pada organisasi sel. Kondisi anaerob juga menyebabkan CO2 hasil respirasi lambat keluar dari tanah sehingga menyebabkan terbentuknya senyawa-senyawa beracun di dalam tanah misalnya H2S, C2H2 dan CH4. Pada beberapa tanaman bentuk adaptasi terhadap kekurangan O2 adalah dalam bentuk adanya jaringan yang toleran terhadap genangan dan tidak memperlihatkan pengaruh yang mempercepat glikolisis. Pengaruh glikolisis adalah penting untuk tanaman guna mengeluarkan racun dari produk terakumulasi sebagai hasil fermentasi. Untuk menghindari pengaruh negatif terhadap tanaman seperti kematian akibat pengaruh substrat yang bersifat fitotoksik (alkohol). Ada beberapa jenis tanaman yang toleran terhadap genangan mampu menekan sintesa etanol dan diversifikasi fermentasi untuk menghasilkan bermacam-macam substansi yang tidak mengakibatkan kematian tanaman (Fitter dan Hay, 1991).

2.3. Pengaruh Logam Berat, Salinitas Tinggi, dan Kelebihan Air Terhadap Pertumbuhan Tanaman.
a. Pengaruh Logam Berat Terhadap Pertumbuhan Tanaman 
Tanaman yang keracunan aluminium (Al) perkembangan akarnya terhambat, lebih parah dibandingkan dengan bagian atas tanaman. Pada daun tampak warna antar tulang daun kuning kemerahan sampai putih, ujung dan tepi daun mengering. Terhambatnya pertumbuhan tanaman bagian atas juga disebabkan oleh ikut kahatnya hara lain seperti Mg, Ca, dan P, pekanya tanaman terhadap kekeringan, dan tidak seimbangnya fitohormon. Tanaman menjadi kerdil atau terhambat pertumbuhannya, terutama untuk varietas-varietas yang lebih peka terhadap keracunan Al tersebut. Keracunan Al pada tanaman padi gogo maupun palawija merupakan salah satu faktor pembatas hasil yang sering terjadi di lapang, terutama pada lahan kering masam Oksisol dan Ultisol yang memiliki kejenuhan Al >30%, pH tanah <5,0, konsentrasi Al dalam larutan tanah >1-2 mg Al/l-1.

Tanah biasanya juga memiliki daya ikat kuat terhadap hara P dan ketersediaan P rendah. Cekaman abiotik ini juga sering terjadi pada lahan sulfat masam, sebelum lahan tergenang untuk padi sawah atau palawija dan sayuran lainnya pada kondisi lahan kering. Kejadiannya sering bersamaan dengan keracunan Mn yang juga tersedia banyak pada lahan masam (pH rendah) atau sebelum terjadinya keracunan Fe pada pH <4. Keracunan Al ini terjadi apabila konsentrasi Al dalam tanaman pada fase vegetatif adalah >100 ppm Al, sedangkan normalnya antara 15-18 ppm Al. Aluminum umumnya terakumulasi di ujung akar pada lokasi terjadinya pembelahan dan pemanjangan sel.

Jumlah anakan per rumpun tanaman padi dapat dijadikan indikator awal adanya keracunan Al. Varietas toleran atau peka terhadap keracunan Al tidak dapat dibedakan berdasarkan produksi biomas atau konsentrasi K, Ca, Mg, P, Al dalam tanaman maupun akar. Keracunan Al jarang terjadi pada padi sawah, kecuali pada tanah-tanah masam yang proses reduksinya setelah penggenangan berjalan lambat. Perbedaan toleransi varietas pada tanaman padi adalah disebabkan oleh hal-hal berikut: (1) menghindarkan Al dari lokasi yang peka atau mereduksi aktivitas Al3+ di daerah perakaran, sehingga influks Ca2+ dan Mg2+ tidak terhambat; (2) toleran terhadap Al karena tolerannya jaringan tanaman, imobilisasi Al menjadi bentuk yang tidak meracun, atau tingginya efisiensi penggunaan hara P internal. Varietas kedelai yang relatif tahan masam (pH 4,5-5,5) adalah Singgalang, Slamet, Sindoro, Tanggamus, Sibayak, Nanti, Ratai, dan Seulawah. Pada tanaman kedelai maupun padi yang toleran keracunan Al, translokasi Al dari akar ke bagian atas tanaman kecil dibandingkan varietas yang peka. 

Kenaikan konsentrasi Al di bagian atas tanaman dengan meningkatnya Al larutan adalah tertinggi pada kedelai, kemudian jagung, padi gogo, dan padi sawah (Nursyamsi et al. 2002). Keracunan besi gejalanya pada tanaman adalah (1) daun bagian bawah berbintik cokelat tersebar hampir di seluruh permukaannya; (2) daun lebih sempit tetapi tetap hijau; (3) ujung daun menguning atau mengering pada beberapa varietas padi; (4) warna daun secara keseluruhan coklat keunguan; (5) pertumbuhan tanaman terhambat dan anakan sangat sedikit; dan (6) permukaan akar berwarna hitam atau coklat gelap dan banyak yang mati. Kejadian ini dapat berlangsung selama pertumbuhan tanaman. Konsentrasi besi (Fe) dalam daun tanaman padi yang tumbuh normal pada fase vegetatif berkisar antara 100-150 ppm Fe. 

Tanaman padi yang keracunan besi mengandung Fe tinggi (300-2000 ppm Fe), namun batas kritiknya bergantung pada umur tanaman dan kondisi status haranya. Bila status haranya tidak seimbang maka keracunan besi bisa terjadi pada konsentrasi Fe yang rendah. Tanaman yang kekurangan besi dalam daunnya mengandung K rendah (<1% K), nisbah K : Fe <18 : 1 dalam jerami atau <1,5 : 1 dalam akar. Tingkat keparahan tanaman padi terhadap keracunan besi bergantung pada (1) ketahanan perakaran tanaman padi; (2) fase tumbuh tanaman; (3) varietas tanaman, terutama kemampuan akar dalam mengoksidasi (root oxidation power). 

Keracunan besi dapat terjadi pada berbagai macam tanah, tetapi umumnya pada tanaman padi di lahan sawah yang terus-menerus tergenang selama pertumbuhan tanaman atau pada lahan yang sulit dikeringkan, yaitu (1) tanah berdrainase buruk seperti Aquents, Aquepts, Aquults; (2) di lembah perbukitan tanah masam; (3) tanah-tanah kaolinit dengan KTK rendah dan kandungan hara makro tersedia rendah; (4) tanah-tanah liat masam; dan (5) tanah-tanah sulfat masam (sulfaquept). Dalam tanah konsentrasi Fe >300 ppm dianggap sebagai batas kritik keracunan. Namun, keracunan besi dapat terjadi pada kisaran kandungan Fe yang lebar, menandakan bahwa keracunan besi tidak sepenuhnya bergantung pada konsentrasinya dalam larutan tanah saja. Tanah ber-pH <5,0 atau kandungan K, P, Ca, dan Mg rendah sering terjadi keracunan besi bagi tanaman padi.

Prinsip terjadinya keracunan besi adalah sebagai berikut: (1) pada tanah masam, kejenuhan basa rendah dan selalu tergenang, ion fero banyak terakumulasi dalam larutan tanah; (2) pada kondisi tanah tergenang terjadi akumulasi zat penghambat respirasi seperti H2S, FeS; dan asam-asam organik yang dapat melemahkan kemampuan akar dalam mengoksidasi; dan (3) tanaman yang memiliki status hara rendah atau tidak seimbang seperti kahat P, Ca, Mg atau K memiliki akar yang kurang mampu mengoksidasi ion fero (Fe2+) sehingga ion Fe2+ masuk ke akar secara tidak terkendali; (4) penyerapan Fe berlebihan menyebabkan meningkatnya aktivitas polyphenol oxidase yang banyak menghasilkan polyphenol teroksidasi penyebab daun berkarat. Banyaknya Fe dalam tanaman menyebabkan terbentuknya radikal-radikal oksigen yang bersifat fitotoksik dan merusak membran sel sehingga tanaman keracunan besi. 

Varietas padi berbeda kepekaannya terhadap keracunan besi, karena adanya perbedaan dalam beberapa hal sebagai berikut: (1) sistem perakarannya mampu mengoksidasi ion fero (Fe2+) di tanah menjadi endapan Fe3+ hidroksida yang berupa lapisan berwarna coklat kemerahan di akarnya, sehingga penyerapan ion fero terkendali. Namun bila ion fero terlalu banyak atau kemampuan akar dalam mengoksidasinya kurang, maka akar berwarna hitam akibat endapan Fe-sulfida. Kekuatan akar mengoksidasi merupakan eksresi O2 hasil transport dari bagian atas tanaman ke akar melalui aerenkhima. Varietas padi berbeda kemampuannya dalam mengoksidasi tersebut, sehingga juga berbeda kepekaannya terhadap keracunan Fe; (2) perbedaan toleran dalam akumulasi toksin, yaitu oksidasi fero dan mengendapkan feri; (3) perbedaan dalam cekaman hara ganda, sehingga berbeda dalam kemampuan akar mengoksidasi.

b. Pengaruh Salinitas Tinggi Terhadap Pertumbuhan Tanaman
Pertumbuhan tumbuhan dapat dipengaruhi oleh dua faktor yaitu faktor dalam atau internal factor yaitu faktor yang berasal dari tumbuhan itu sendiri atau sifat yang terdapat dalam tumbuhan dan faktor lingkungan atau environmental factor yaitu faktor yang berasal atau berada di sekeliling tumbuhan. Faktor lingkungan dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok abiotik dan kelompok biotik (makhluk hidup). Tumbuhan pada umumnya terkena berbagai jenis cekaman lingkungan yang mengganggu pertumbuhan dan perkembangan seperti kekeringan, pembekuan, suhu dan salinitas atau kadar garam yang tinggi. 

Salinitas merupakan salah satu faktor utama dari faktor lingkungan yang mempengaruhi tumbuhan di seluruh dunia (Yancey et al,. 1982). Salinitas dapat terjadi karena perubahan iklim seperti cuaca yang sangat ekstrim misalnya suhu menjadi sangat tinggi. Suhu yang tinggi akan menyebabkan penguapan (evaporasi) yang cepat dan meningkat yang akan mengakibatkan garam terakumulasi di dalam tanah. Perubahan iklim yang menyebabkan suhu menjadi tinggi sangat mungkin terjadi di daerah dataran tinggi atau daerah pegunungan, sehingga daerah tersebut memiliki kadar garam yang tinggi. Di negara Indonesia yang merupakan negara tropis memiliki dua musim yaitu musim hujan dan musim kemarau. Ketika musim kemarau, karena curah hujan yang kurang menyebabkan kurangnya air untuk melarutkan dan mencuci garam yang ada di dalam tanah. Drainase yang buruk juga menyebabkan evaporasi lebih besar daripada perkolasi yang merupakan faktor utama berlangsungnya proses salinisasi. Salinitas tanah dapat mempengaruhi tumbuhan karena kandungan garam terlarut yang tinggi. Garam yang terkonsentrasi dalam tanah juga dapat berasal dari pupuk kimia yang terakumulasi. Salinitas tanah merupakan faktor abiotik utama yang mempengaruhi lebih dari sekitar 40% dari lahan irigasi dan 20% dari lahan pertanian secara global (Hu dan Schimidhalder, 2004). 

Cekaman salinitas juga dapat menyebabkan masalah kekeringan pada tanaman yang akan mengakibatkan tumbuhan menjadi kekurangan air. Secara garis besar respons tumbuhan terhadap salinitas dapat dilihat dalam dua bentuk adaptasi yaitu dengan mekanisme morfologi dan mekanisme fisiologi (Sipayung, 2006). Evaluasi toleransi tumbuhan terhadap kekurangan air dapat dilakukan dengan mengidentifikasi ciri-ciri morfologi dan fisiologi yang berkaitan erat dengan hasil produksi tumbuhan di lingkungan yang kekurangan air (Li et al., 2006). Pada proses pemanjangan sel, tanaman memerlukan keseimbangan air yang sesuai karena kekuatan pemanjangan sel merupakan akibat dari tekanan turgor. Salisbury dan Ross (1995) menyatakan bahwa adanya air akan meningkatkan turgor dinding sel yang mengakibatkan dinding sel mengalami peregangan sehingga ikatan antara dinding sel melemah. 

Hal inilah yang mendorong dinding dan membran sel bertambah besar, sehingga minimnya ketersediaan air akan menghambat pertumbuhan tanaman. Terbatasnya bahan organik juga menghambat pertumbuhan tinggi tanaman. Gardner dkk. (1991) menegaskan bahwa proses diferensiasi sel pada tahap perkembangan jaringan primer sangat memerlukan karbohidrat untuk penebalan dinding sel epidermis batang dan perkembangan akar maupun batang. Perlakuan NaCl menyebabkan ketidakseimbangan ion pada jaringan tanaman sehingga proses metabolisme terganggu dan pertumbuhan tinggi tanaman menurun. Selain hal tersebut diatas, cekaman garam akan menyebabkan berkurangnya sintesis hormon yang memacu pertumbuhan dan meningkatnya hormon yang menghambat pertumbuhan. 

IAA merupakan hormon yang merangsang pembelahan, pemanjangan dan perbesaran sel. Adanya salinitas yang tinggi menyebabkan berkurangnya asam amino seperti triptofan yang diperlukan dalam sintesis hormon IAA sehingga konsentrasi hormon IAA menurun. Penurunan hormon IAA akan menghambat pertumbuhan tanaman jahe emprit. Pessarakli (1993) menyatakan bahwa tingkat stres garam yang berlebihan akan menurunkan IAA pada tanaman yang sensitif terhadap garam. Hastuti dkk. (2000) menambahkan bahwa kandungan hormon ABA meningkat pada kondisi stres. ABA mempunyai peran antagonis dengan hormone IAA yaitu menghambat pertumbuhan.

Ciri morfologi dapat dilihat dari multiplikasi pucuk, tinggi pucuk dan pertambahan jumlah nodus tumbuhan sebagai parameter pertumbuhan. Banyaknya Na+ di dalam tanah menyebabkan menurunnya ketersediaan unsur Ca+, Mg2+, dan K+ yang dapat diserap bagi tumbuhan. Tingginya kandungan Cl- mengakibatkan berkurangnya kandungan NO3- dalam pucuk. Pertumbuhan tumbuhan banyak terhambat akibat kadar garam yang tinggi. Untuk ciri fisiologi dapat dilihat dari kandungan klorofil tumbuhan. Kekurangan air pada tumbuhan akan mempengaruhi reaksi-reaksi biokimia fotosintesis (Fitter dan Hay, 1994; Ju dan Zhang, 1999). Kurangnya ketersediaan air akan menghambat sintesis klorofil pada daun dan terjadinya peningkatan temperatur dan transpirasi yang menyebabkan disintegrasi klorofil (Hendriyani dan Setiari, 2009).

c. Pengaruh Kelebihan Air Terhadap Pertumbuhan Tanaman.
Water flooding atau kelebihan air didefinisikan sebagai kondisi dimana keberadaan air dalam tanah melebihi kapasitas lapang atau potensial air diatas nol bars. Pada kondisi tergenang menyebabkan pergantian fase gas di dalam tanah menjadi fase cair. Cekaman kondisi tersebut terhadap tanaman lebih bersifat tidak langsung (secondary stress) yaitu stress gas dan stress mineral. Stress gas berupa kekurangan O2, kelebihan CO2 dan kelebihan etilen, sedang stress mineral berupa kekurangan unsure hara dalam rhizosfer.

Perubahan iklim global memberikan pengaruh terhadap sistem pertanian. Sistem budidaya padi sangat dipengaruhi oleh ketersediaan air, terutama pada daerah-daerah yang muka air tanahnya sangat dipengaruhi oleh fluktuasi muka air sungai, pasang surutnya air laut, dan curah hujan. Daerah sentra produksi padi yang kebanyakan berada pada lokasi dataran rendah sangat rentan terhadap peluang terjadinya banjir (Aydinalp dan Cresser, 2008). Cekaman rendaman mengakibatkan terjadinya perubahan kondisi aerobik ke anaerobik dan sebaliknya dari anaerobik ke aerobik setelah air berkurang. 

Genangan air mengakibatkan kondisi anaerobik pada perakaran tanaman, sehingga mengakibatkan menurunnya pertukaran gas antara tanah dan udara. Hal ini berdampak pada ketersediaan O2 bagi akar tanaman dan mikroorganisme tanah menjadi sangat terbatas (mendorong udara keluar dari pori tanah dan menghambat laju difusi). Akibat terbatasnya ketersediaan O2 pada sekitar perakaran tanaman meyebabkan tidak stabilnya transpor hara dan air menuju jaringan daun. Proses tersebut dapat menurunkan potensial air daun yang mangakibatkan menutupnya stomata sehingga menimbulkan wilting pada tanaman (Bardford and Yang 1981) dan pada akhirnya menurunkan hasil.

Ketersediaan karbohidrat merupakan faktor kunci untuk adaptasi dari kondisi aerobik ke anaerobik. Menurut Kawano et al. (2008), efisiensi penggunaan karbohidrat selama kondisi terendam juga penting untuk adaptasi pada lingkungan anaerob. Sarkar et al. (2006) melaporkan bahwa toleransi rendaman merupakan adaptasi tanaman dalam merespon proses anaerob yang memampukan sel untuk mengatur atau memelihara keutuhannya sehingga tanaman mampu bertahan hidup dalam kondisi sedikit oksigen (hipoksia) tanpa kerusakan yang berarti. 

Sebuah evaluasi terhadap padi yang toleran dan tidak toleran pasca diberi cekaman rendaman menunjukkan bahwa bibit padi yang toleran memiliki 30-50% cadangan karbohidrat nonstruktural lebih banyak dibandingkan kultivar rentan. Hasil percobaan dalam penelitian Gribaldi (2013) menunjukkan bahwa varietas Inpara 5 yang mengandung gen Sub-1 yang diberi pemupukan separuh dosis Urea pada saat tanam dan sisanya diberikan pada 42 hari setelah tanam dapat meningkatkan toleransi dan pemulihan tanaman padi terhadap cekaman rendaman. 

Penetrasi cahaya yang diterima tanaman rendah (Pierik et al., 2005) dan kecepatan difusi gas di air lebih lambat dibanding di udara pada saat tanaman kondisi terendam. Penurunan difusi gas ini mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan, metabolisme, dan daya tahan tanaman (Sarkar et al., 2006). Sebaliknya, hormon tanaman seperti etilen dalam bentuk gas yang diproduksi di dalam tanaman akan terakumulasi dalam jaringan tanaman. Ella et al. (2003), melaporkan etilen berpengaruh terhadap menguningnya daun (senescene) yang tentunya akan menghambat fiksasi karbon dalam fotosintesis pada saat maupun setelah tanaman terendam. 

Cekaman rendaman menyebabkan beberapa tanaman mengalami perubahan anatomi dan morfologi untuk dapat beradaptasi kondisi ini. Terdapat dua mekanisme morfologi untuk tanaman yang mengalami cekaman rendaman, yaitu melalui pembentukan jaringan aerenkima yang tidak hanya pada akar tetapi juga di daun dan pemanjangan batang dimana pemanjangan ini harus terkendali sehingga tanaman tidak rebah pada saat genangan berakhir. 

BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan maka dapat ditarik kesimpulan, bahwa :
  1. Logam berat dapat mengganggu kerja enzim, sehingga mengganggu proses metabolisme pada tanaman, dan berpengaruh terhadap pembentukan sel-sel dan jaringan tanaman, khususnya pada jaringan meristem. Tanaman yang terpengaruh salinitas akan mengalami cekaman kekeringan, yaitu ujung daunnya mengering, pertumbuhan tanaman terhambat dan tanaman yang terendam fotosintesisnya sangat terhambat, sehingga untuk pertumbuhan organ yang sedang tumbuh diperlukan perombakan jaringan lain yang mengandung N (remobilisasi N), termasuk klorofil sehingga daun menjadi pucat atau kuning.
  2. Logam berat dapat menghambat proses metabolisme sel dan menurunkan pertumbuhannya. Hal ini terjadi karena mekanisme kerja reaksi dari logam berat terhadap protein yang pada umumnya menyerang ikatan sulfida, kemudian salinitas yang tinggi menyebabkan ketidakseimbangan proses respirasi dan fotosintesis dan apabila respirasi lebih besar dari pada fotosintesis maka berat kering tanaman semakin berkurang dan kondisi tergenang pori-pori tanah diisi air lebih banyak dibandingkan gas sehingga respirasi terhambat. Pada kondisi anaerob untuk mempertahankan suplai energi yang sama dengan atau mendekati level aerobic maka laju glikolisis meningkat secara cepat.
  3. Terhambatnya pertumbuhan tanaman juga disebabkan oleh ikut kahatnya hara lain seperti Mg, Ca, dan P, pekanya tanaman terhadap kekeringan, dan tidak seimbangnya fitohormon dan cekaman garam akan menyebabkan berkurangnya sintesis hormon yang memacu pertumbuhan dan meningkatnya hormon yang menghambat pertumbuhan. Kemudian genangan air mengakibatkan kondisi anaerobik pada perakaran tanaman, sehingga mengakibatkan menurunnya pertukaran gas antara tanah dan udara.

3.2 Saran
Saran yang dapat saya berikan yaitu materi mengenai pengaruh cekaman lingkungan terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan adalah sangat menarik sebaiknya kita dapat mendiskusikan materi ini secara bersama atau dengan pembagian kelompok dengan melihat secara langsung cekaman lingkungan yang terjadi disekitar lingkungan kita agar wawasan kita bertambah dan kita menjadi lebih paham dengan materi ini.

DAFTAR PUSTAKA
Delvian. 2005. Respon Pertumbuhan dan Perkembangan Cendawan Mikoriza Arbuskula dan Tanaman Terhadap Salinitas Tanah. E-Usu Repository. 1 (1). 1-20.

Dwi Putro Priadi. 2014. Hubungan Karakter Agronomi Dan Fisiologi Sepuluh Varietas Cabai Merah Akibat Perbedaan Waktu Genangan. Prosiding Seminar Nasional Lahan Suboptimal 2014. ISBN : 979-587-529-9. 71-78.

Gribaldi Dkk. 2014. Pengaruh Pemupukan Terhadap Perubahan Morfofisiologi Dua Varietas Padi Pada Kondisi Cekaman Rendaman. J. Agron. Indonesia. 42 (1) 17–23.

Hefika Cipta Sari dkk. 2006. Pertumbuhan Tanaman Jahe Emprit (Zingiber Officinale Var. Rubrum) pada Media Tanam Pasir dengan Salinitas yang Berbeda. Buletin Anatomi dan Fisiologi. Vol. XIV (2). 12-29.

Ramayani Dkk. 2009. Pengaruh Salinitas Terhadap Pertumbuhan dan Biomassa Semai dan Kandungan Lipida Pohon Non-Sekresi Ceriops Tagal. Mahasiswa Budidaya Hutan. 1 (1). 1-11.

Ratna Juwita Arisusanti. 2010. Pengaruh Pemberian Mikoriza Glomus Fasciculatum Terhadap Pertumbuhan Tanaman Dahlia Pinnata yang Ditumbuhkan pada Media Mengandung Logam Timbal (Pb). Biogenesis. 1(2) : 26-32.

Suwarti. 2013. Pertumbuhan, Hasil dan Indeks Sensitivitas Tanaman Jagung Terhadap Cekaman Genangan Air. Seminar Nasional Serealia. 1 (1). 169- 180.