FISIOLOGI TUMBUHAN

DR. DRA. HJ. YANIETA ARBIASTUTIE, APT, MM., M.SC

PENDAHULUAN

• 1. Pengertian Fisiologi Tumbuhan
• 2. Ruang lingkup Fisiologi Pohon
• 3. Arti Penting Fisiologi Pohon

1. Pengertian Fisiologi Tumbuhan

• Fisiologi tumbuhan adalah ilmu yang mempelajari atau menerangkan bagaimana tanaman itu tumbuh dan bereaksi terhadap factor lingkungan serta perlakuan-perlakuan cocok tanam sehubungan dengan kondisi lingkungan dan proses fisiologinya.

Pertumbuhan

Faktor Dalam

Faktor Luar

Konsep Klebs

Konsep Klebs (Klebs, 1913, 1914)

​

​

​

​

​

Lundegardh (1931)

​

​

Pertumbuhan

​

Faktor Luar

Faktor Dalam

Sifat Genetik

Kondisi Lingkungan

• Biotik

- Abiotik

Konsep Klebs menekankan bahwa sifat genetic dan lingkungan memengaruhi pertumbuhan tanaman dengan memengaruhi proses internal (fisiologi) dan kondisi (fisiologis) nya.

Contoh penerapan Konsep Krebs

• Hibrid tumbuh lebih baik dari Induknya pada kondisi lingkungan yang sama karena kombinasi gen yang baru menyebabkan :
• - proses fisiologi yang lebih efisien sehingga lebih banyak hasil fotosintesis yang diubah menjadi jaringan tanaman, atau
• - struktur daun (kandungan klorofil)sehingga kecepatan fotosintesis per unit area daun meningkat, atau keduanya

​

Catatan : klorofil merupakan hasil proses fisiologis yang disebut biosintesis

• Faktor lingkungan yang tidak menguntungkan menyebabkan penurunan pertumbuhan tanaman karena memengaruhi berbagai proses fisiologis, antara lain:
• - kekurangan air (kekeringan)

- penutupan stomata

- penurunan kecepatan fotosintesis, dll

• - kekurangan N yang merupakan komponen penyusun protein yang diperlukan untuk pembentukan protoplasma baru, enzim, klorofil, dll
• Serangan hama dan jamur menyebabkan penurunan pertumbuhan tanaman :
• - ulat pemakan daun menyebabkan daun berkurang sehingga proses fotosintesis berkurang
• - pertumbuhan jamur atau hasilnya dalam phloem (jaringan angkut) menyebabkan jaringan tersebut tersumbat sehingga pengangkutan makanan ke akar terhambat akar terganggu/rusak tanaman terganggu/mati

Pertumbuhan

• Fisiologi tumbuhan (metabolism dan kondisi fisiologis)
• Fotosintesis, metabolism, nitrogen dan karbohidrat
• Respirasi dan pengangkutan
• Neraca air dan pengaruh terhadap pertumbuhan
• Zat pengatur tumbuh
• Jumlah dan kualitas kayu, buah dan biji yang dihasilkan

Faktor dalam

Faktor luar

Genetik Pemuliaan dan seleksi

Ukuran dan laju tumbuh

Tumbuhan X pohon

Luas perakaran, Tipe Xylem, dll

Tanah, mineral ilmu tanah

Suhu, hujan, radiasi Klimatologi

Ekologi

Organisme lain : hama Perlindungan

Perlakuan manusia silvikultur

2. Ruang Lingkup Fisiologi Pohon

• Fisiologi pohon ? Apakah beda dengan fisiologi tumbuhan

​

​

​

• Perbedaan pohon dengan herba :
• 1. ukuran
• 2. jarak akar – daun
• 3. proses pendewasaan
• 4. waktu hidup

Pohon ???

Pohon mempunyai arti yang berlainan bagi berbagi orang

• Sebagai sumber kayu bakar – terbarukan
• Tempat berteduh
• Terkadang, merupakan sesuatu yang dikeramatkan
• Sebagai pengganggu karena daun-daunnya mengotori halaman
• Sumber penghidupan karena merupakan penghasil kayu
• Keindahan taman
• Rekreasi
• Pelindung kehidupan, DAS
• Pakar fisiologi pohon adalah pabrik biokimia yang rumpil yang menghasilkan suatu pertumbuhan dimulai dari pertumbuhan biji dan berangsur-angsur mampu membangun dirinya. Pertumbuhan itu merupakan resultasn dari semua proses metabolism yang ada.

Pohon = Pabrik Biokimia

• Terjadi berbagai proses biokimia
• Merubah CO2, H2O, unsur hara menjadi biomassa tanaman

biji semai pohon

• Hutan temperate memproduksi (gross productivity) 20 metric ton/ha/tahun bahan kering
• Hutan tropic : 100 ton/ha/tahun bahan kering

• Pohon tumbuh melalui tahapan pertumbuhan tanaman yang sama seperti halnya tanaman berbiji lain, namun karena ukurannya yang besar, proses pendewasaan yang lebih lambat serta waktu hidup yang lebih lama, maka pohon mempunyai masalah-masalah yang khsusus apabila dibandingkan dengan tanaman herba : ukuran yang lebih kecil dan waktu hidupnya pendek.
• Karena daur yang lebih panjang, pohon seringkali menghadapi perbedaan yang besar dan menyolok dengan adanya suhu yang berlainan, iklim yang berbeda dan kondisi tanah yang berbeda dengan tanaman semusim
• Ukuran pohon yang sangat besar menyebabkan :
• - jarak akar – daun jauh sehingga jarak untuk mengangkut air mineral (unsur hara) dan makanan besar
• - persentasi jaringan nirfotosintetik pada pohon.

Fisiologi pohon istimewa�

pertumbuhan pohon yang ukurannya besar dan waktu hidup yang� lama dipengaruhi oleh proses dan kondisi fisiologi yang khusus

• Ahli fisiologi mempunyai tugas untuk mengukur proses dan kondisi-kondisi tersebut, mempelajari mekanisme serta reaksinya terhadap berbagai factor lingkungan dan bagaimana peranannya terhadap pertumbuhan pohon
• Banyaknya pengetahuan kita akan mekanisme dari proses fisiologi akan memberi manfaat dalam memecahkan banyak persoalan
• Apabila persyaratan fisiologi suatu pohon diketahui, kita dapat pula meramalkan sifat suatu jenis tanaman pada tanah dan iklim tertentu dan mengetahui pula reaksinya bila mendapatkan perlakuan tertentu

Proses yang mempengaruhi berbagai tingkat pertumbuhan

Tahap pertumbuhan

Proses fisiologis

Kondisi

Contoh :

Kondisi yang sangat baik untuk perkecambahan tidak sesuai untuk pertumbuhan sehingga setahun berikutnya / pada tahun kedua banyak tanaman yang mati

Beberapa Proses dan Kondisi Fisiologi Penting

• Fotosintesis

proses sintesa karbohidrat dari CO2, air dan dibantu oleh klorofil proses ini akan menghasilkan bahan-bahan dasar dan untuk kemudian dapat dipergunakan untuk proses yang lain

​

• metabolism nitrogen

proses ini merupakan penyusunan nitrogen organic dari nitrogen anorganik sehingga memungkinkan terbentuknya protein dan protoplasma

• Respirasi

merupakan proses oksidasi makanan dalam sel-sel yang hidup untuk menghasilakan energy yang akan digunakan untuk proses asimilasi , penyerapan mineral serta proses lain yang mempergunakan energy.

• Asimilasi

merupakan proses konversi makanan menjadi protoplasma baru, dinding sel dan bahan-bahan lain. Asimilasi merupakan proses dasar dari pertumbuhan.

• Metabolisme lemak

sintesis lemak dan senyawa-senyawa yang ada hubungannya seperti wax, cutin, suberin dan kutikel.

​

• Akumulasi makanan

penimbunan makanan, merupakan proses penyimpanan makanan pada biji dan sel parenkim kayu.

• Penimbunan garam

Merupakan proses pengumpulan garam di dalam sel-sel jaringan yang disebabkan oleh mekanisme transport yang aktif dan penimbunannya tergantung dari energy hasil metabolise

• Penyerapan

penyerapan air dan mineral dari dalam tanah serta penyerapan oksigen dan karbondioksidadari udara

• Transpirasi

proses hilangnya air dalam bentuk uap

• Pertumbuhan

merupakan peningkatan/penambahan ukuran secara tetap yang merupakan hasil tindak berbagai proses fisiologi yang tersebut di atas.

• Reproduksi

proses reproduksi, pembentukan bunga, buah dan biji yang ini merupakan hasil tindak dari berbagai proses fisiologi.

• Reproduksi Vegetatif

reproduksi dengan menggunakan bagian-bagian vegetatif tanaman. Pada beberapa spesies tanaman hal ini memegang peran yang penting.

• Pengangkutan

proses gerakan air, mineral, makanan dan hormone dari suatu tempat ke tempat lain di dalam pohon.

• Zat pengatur tubuh

berfungsi di dalam membantu keseimbangan nutrisi dengan bersetindak yang sangat rumit di dalam prosesnya.

Beberapa Kondisi Fisiologis Penting Memengaruhi Pertumbuhan

• Jumlah dan efisien klorofil
• Jumlah dan jenis karbohidrat yang ada serta interkonversinya, misalnya perubahan dari pati menjadi gula dan sebaliknya
• Jumlah dan jenis senyawa-senyawa nitrogen serta perbandingan karbohidrat terhadap nitrogen
• Jumlah dan jenis bahan-bahan lain seperti lemak

• Sifat-sifat lain dari protoplasma, misalnya ketahanan terhadap kedingina dan kekeringan
• Tekanan osmotic sel : peningkatan tekanan osmose ada hubungannya dengan kemampuan menghadapi kekeringan dan kedinginan
• Turgiditas sel : apabila sel kehilangan tugiditas maka sel berhenti berkembang dan ini berpengaruh terhadap berbagai macam proses fisiologi

3. Arti Penting Fisiologi Pohon1

• 1. pemecahan permasalahan sesuai dengan tujuan
• 2. solusi permasalahan saat ini dan nanti
• 3. pemanfaatan fisiologi yang lebih luas 1. perbedaan permasalahan yang dihadapi Pewana, Holtikulturis, dan arboris- pewana lebih bertujuan untuk menghasilkan kayu yang sebesar-besarnya untk setiap satuan luas tertentu dan untuk mendapatkannya mereka harus mereka harus memelihara pertumbuhan pohon di dalam tegakannya dan juga memperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi persaingan antar pohon-pohon tersebut- Holtikulturis mengutamakan pada produksi buah, oleh karena itu mereka selalu berharap pohon itu dapat berbunga seawal mungkin.- arboris menekankan pada bagaimana menanam pohon dan perdu dalam bentuk dan kreasi keindahan yang menarik tanpa memperhatikan kondisi tanah dan lingkungannya.

1. perbedaan permasalahan yang dihadapi Pewana, Holtikulturis, dan arboris

• - pewana lebih bertujuan untuk menghasilkan kayu yang sebesar-besarnya untk setiap satuan luas tertentu dan untuk mendapatkannya mereka harus mereka harus memelihara pertumbuhan pohon di dalam tegakannya dan juga memperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi persaingan antar pohon-pohon tersebut
• - Holtikulturis mengutamakan pada produksi buah, oleh karena itu mereka selalu berharap pohon itu dapat berbunga seawal mungkin.
• - arboris menekankan pada bagaimana menanam pohon dan perdu dalam bentuk dan kreasi keindahan yang menarik tanpa memperhatikan kondisi tanah dan lingkungannya

• Holtikulturis menganggap pentingnya kebun benih sedangkan arboris menganggap penting pohon sebagai makhluk hidup individu dan sangat memperhatikan pengawasan serangan hama dan penyakit.
• Sebagai akibatnya para arboris selalu menemui masalah-masalah yang disebabkan oleh jeleknya drainase, kurangnya aerasi, karena kepadatan tanah, karena adanya bangunan polusi udara dan terganggunya kondisi lingkungan
• Bermacam-macam permasalahan fisiologi yang timbul memiliki kepentingan terhadap bidangnya masing-masing
• Walaupun tujuan para arboris pewara dan holtikulturis tidak sama, keberhasilan usaha mereka merupakan kepentingan bersama yaitu pemahaman yang benar tentang fisiologi pohon.

2. Fisiologi dalam hubungannya dengan Permasalahan saat ini

• Meningkatnya kebutuhan kayu yang bermutu membutuhkan pengetahuan yang lebih baik tentang factor-factor yang mengendalikan berat jenis dan sifat kayu yang lain
• Sebagian besar perlakukan dalam silvikultur dan holtikultur seperti penjarangan, pemangkasan dan pemupukan akan berhasil jika mereka mampu meningkatkan fungsi fisiologisnya

• Beberapa tindakan yang menguntungkan dari segi ekonomi mungkin merugikan dari fisiologis
• Misal :
• Pohon buah yang menggugurkan daun di pusat lembah California mengalami defoliasi saat musim gugur dan pemangkasan lebih awal dari segi ekonomi menguntungkan, namun tidak dari segi fisiologi
• Karena apabila pemangkasan lebih lambat dilakukan akan meningkatkan cadangan karbohidrat.
• Dengan demikian pemangkasan yang terlalu awal dari segi fisiologi tidak menguntungkan.

3. Pemanfaatan fisiologi yang lebih luas

• Banyak proses fisiologi yang produktif dan pakar fisiologi harus mengenali proses fisiologi dalam keadaan terbatas
• Misal :
• Penutupan stomata, pengurangan penyerapan CO2 dan pengurangan fotosintesis atau pengurangan luas unit daun atau pelukaan terhadap kloroplas
• Apakah kelangkaan air dapat kita hindari atau ditunda dengan seleksi tanaman yang mempunyai system perakaran yang dalam, stomata yang lebih baik dan kendali penggunaan yang lebih baik atau factor-factor lain.

• Kemungkinan untuk menghasilkan penelitian yang berbobot dari fisiologi pohon, nampaknya penuh harapan karena adanya pengertian yang lebih baik tentang peran fisiologi pohon karena adanya peningkatan teknologi yang penting, misalnya pemakaian kromatografi, analisa gas inframerah dan cara untuk mengatur potensi air
• Penggunaan ruangam kendali untuk menganalisa pengaruh factor lingkungan, pemanfaatn computer untuk menganalisa model pertumbuhan, meramal pengaruh factor lingkungan dan pengaruh perlakuan silvikultur semuanya merupakan perkembangan yang penting.

Sekian dan Terima kasih

Tugas Individu

• 1. mengapa tumbuhan disebut sebagai Pabrik Biokimia ? jelaskan
• 2. Sebutkan 2 kelompok factor yang mempengaruhi pertumbuhan.

​

Jawaban diketik dan dikirim via email @yanniekamtono@gmail.com

Diterima paling lambat hari ini, Selasa 19 Mei 2020 pukul 22.00 WIB

​

​