ZAT PENGATUR TUMBUH DALAM PENGATURAN KESEIMBANGAN AIR TANAMAN Bambang B. Santoso Fakultas Pertanian UNRAM 2016/2017
PENDAHULUAN Keseimbangan air menggambarkan kondisi air yg keluar dr tubuh tanaman (transpirasi) sama dgn jumlah air yg masuk (absorpsi akar) Jika kondisi tdk seimbang antara yg keluar dan masuk, maka akan mengganggu kesimbangan sehingga terganggu pula metabolisme tanaman. Ketidakseimbangan air tsb menyebabkan tanaman mengalami cekaman (stress)
PENDAHULUAN Keberdaan air yg terlalu banyak (menimbulkan genangan) sering menimbulkan cekaman/stres aerasi Jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan cekaman kekeringan Diperlukan usaha pengaturan lengas tanah supaya optimum, melalui pembuatan saluran drainase (mencegah terjadinya genangan) maupun saluran irigasi (mencegah cekaman kekeringan)
Pertumbuhan dan hasil tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh cekaman kekeringan, merupakan hasil integrasi dari semua pengaruh cekaman pd proses fotosintesis, respirasi, metabolisme pertumbuhan, dan reproduksi Proses fisiologis utk mengetahui dampak kekeringan yg dapat diukur: tekanan turgor, bukaan stomata, laju metabolisme, kerusakan enzim, dan kerapatan akar
Faktor yg mempengaruhi penurunan pertumbuhan secara langsung bukan potensial air, tetapi potensial osmotik atau tekanan turgor. Tekanan turgor sel tanaman akan mempengaruhi aktivitas fisiologis antara lain pengembangan daun, bukaan stomata, fotosintesis, dan pertumbuhan akar
Mekanisme Ketahanan terhadap Cekaman Menghindari (Avoidance) Menghindar kontak dengan kondisi cekaman Toleransi (Tolerance) Menjadikan (membiarkan) tanaman bertahan dalam cekaman Adaptasi (Acclimation) Merubah fisiologis sebagai respon dari adanya cekaman
PENDAHULUAN Menghindari kekurangan/kelebihan melalui pengendalian keseimbangan air merupakan cara tanaman mempertahankan diri utk tumbuh dan berkembang Pengendalian tsb tanggung jawab zat pengatur tumbuh (hormon) Melalui pengaturan buka/tutup stomata mengatur keluarnya air Melalui pengaturan tumbuh/aktivitas akar mengatur penyerapan air.
Abscisic acid (ABA), merupakan mediator dari tanaman dlm merespon kekeringan. Namun demikian, tdk hanya terhadap kekeringan, ttp ABA juga mediator tanaman dalam merespon kecaman garam, dan panas (suhu tinggi). ABA = HORMON CEKAMAN
ZPT PENGATUR BUKA/TUTUP STOMATA ABA =Asam Absisi ABA, adalah sinyal internal utama, yg memungkinkan tumbuhan utk menahan kekeringan. Apabila tumbuhan memulai layu, maka ABA berakumulasi di dlm daun, dan menyebabkan stomata menutup dgn cepat, utk mengurangi transpirasi, dan mencegah kehilangan air berikutnya. ABA, melalui pengaruhnya terhdp mesenjer ke-2, yaitu terhadap Ca (kalsium), menyebabkan peningkatan pembukaan saluran K (kalium) sebelah luar scr langsung di dlm membran plasma sel penutup.
ZPT PENGATUR BUKA/TUTUP STOMATA ABA =Asam Absisi Pembentukan dan Distribusi ABA Terkait Fungsi Stomata ABA segera terbentuk banyak sesaat daun mendptkan sinyal cekaman kekeringan. Demikian pula dgn akar terpacu membentuk ABA lebih banyak, yg kemudian melalui xylem ditransportasikan ke daun utk bergabung dgn ABA yg dibentuk di daun
Mekanisme Kerja ABA pd Stomata Penutupan... stoma Tanm. stres (tercekam) air, menyebabkan ABA terakumulasi dlm daun. Sel penjaga kehilangan air dan turgiditas, shg stomata menutup menyebabkan pula laju respirasi menurun, pd kondisi ini tanm. menghemat air yg ada dlm tubuh.
Stomata, open and closed
P engaruh ABA pada Stomata ABA meningkatkan Ca ABA meningkatkan ph sitoplasma ABA mempengaruhi depolarisasi membaran sel Akhirnya stomata menutup
ZPT PENGATUR BUKA/TUTUP STOMATA AUKSIN Peranan Auksin pd Stomata Bertolakbelakang dgn peranan ABA pd kondisi normal Dlm kondisi cekaman kekeringan, auksin mempertahankan kelangsungan hidup sel-sel penjaga dan sel di sekitarnya. Pd kondisi cekaman yg berkepanjangan, auksin semakin berkurang
ZPT PENGATUR BUKA/TUTUP STOMATA SITOKININ Peranan Sitokinin pd Stomata Promosi membukanya stomata (bertolaj belakang dgn ABA) Pd kondisi cekaman kekeringan, mula-mula sitokinin mempertahankan stomata membuka, namun kemudian sitokinin berkurang, Jika cekaman terus berlangsung, maka sitokinin yg berkurang akan memacu senesen daun
ZPT PD FOTOSIONTESIS ABA hadir menyebabkan menurunnya laju fotosintesis, yg merupakan hasil dari tertutupnya stomata Aksi tersebut bukan merupakan pengaruh langsung pd kloroplast di mesofil yg berperan dlm fotosintesis, hanya proses penutupan stomata saja Auksin merangsang penangkapan CO2 pd fotosintesis, yaitu melalui peningkatan pasangan stransport elektron dan fosforilasi
ZPT PD CEKAMAN AIR TANAMAN Cekaman kekeringan merupakan istilah untuk menyatakan bahwa tanaman mengalami kekurangan air akibat keterbatasan air dari lingkungan media tanam. Cekaman kekeringan pd tanaman disebabkan oleh : (1) ketersediaan air dalam media tidak cukup. (2) laju transpirasi yang berlebihan, atau kombinasi kedua faktor tsb.
ZPT PD CEKAMAN AIR TANAMAN Walaupun didalam tanah air cukup tersedia, tanaman bukan tidak mungkin dapat mengalami cekaman. Hal ini terjadi jika kecepatan laju absorbsi tidak dapat mengimbagi kehilangan air melalui transpirasi. Cekaman kekeringan akan berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang mencakup aspek morfologi dan anatomi, fisiologi dan biokimia tanaman.
ZPT PD CEKAMAN AIR TANAMAN Tanggap tanaman terhadap cekaman kekeringan tergantung pd jlh air yg hilang, tingkat kerusakan dan lama cekaman kekeringan, macam species dan genotip tanaman, umur dan fase perkembangan. Pd kondisi cekaman kekeringan, stomata daun menutup atau menutup sebagian dan mengurangi aktivitasnya, sehingga menghambat masuknya CO2, keadaan ini dpt menurunkan tekanan parsial CO2 di dlm ruang interseluler daun, scr langsung mengurangi aktivitas fotosintesis, sintesis protein dan sintesis dinding sel
ZPT PD CEKAMAN AIR TANAMAN Toleransi tanaman terhdp cekaman kekeringan memiliki keragaman yg berbeda. Mekanisme pertama : tanaman menyelesaikan siklus hidupnya dgn mempercepat munculnya bunga seblm mengalami kekurangan air yg parah. Mekanisme kedua, tanaman menunjukkan toleransi dgn menciptakan potensial air yg tinggi, yaitu kemampuan tanaman tetap menjaga potensial jaringan dgn meningkatkan penyerapan air atau menekan kehilangan air.
ZPT PD CEKAMAN AIR TANAMAN Pada mekanisme kedua, tanaman mempunyai kemampuan utkmeningkatkan sistem perakaran, mengatur stomata, mengurangi absorbsi radiasi surya dengan pembentukan lapisan lilin atau bulu rambut daun yang tebal, dan menurunkan permukaan evapotranspirasi melalui penyempitan daun serta pengurangan luas daun
ZPT PD CEKAMAN AIR TANAMAN Mekanisme ketiga : tanaman menunjukkan toleransi dgn pengaturan osmotik sel. Terjadi mekanisme mempertahankan turgor agar tetap di atas nol, sehingga potensial jaringan tetap rendah dibandingkan potensial air eksternalnya sehingga tdk terjadi plasmolisis. Pd mekanisme ini terjadi sintesis dan akumulasi senyawa organik yg dpt menurunkan potensial osmotik sehingga menurunkan potensial air dlm sel tanpa membatasi fungsi enzim serta menjaga turgor sel.
ZPT PD CEKAMAN AIR TANAMAN Bbrp senyawa yg berperan dlm penyesuaian osmotik sel antara lain prolina, glisin, betain, asparagin, glutamin, valin, gula osmotik dan ABA Bbrp petunjuk yg dpt dijadikan indikator tanm. toleran kekeringan adalah tingginya nisbah akartajuk, kuatnya daya penetrasi akar, dan perakaran yg panjang. Semua itu, merupakan cara utk dpt mengefisienkan penggunaan air demi keperluan pertumbuhan tanm. selain pengurangan ukuran daun dan pengaturan tegak duduk daun.
Sitokinin dan ABA berefek antagonis. Terkait air, efek utama adalah promosi pembukaan stomata dan laju transpirasi oleh sitokinin dan dihambat oleh ABA. Sitokinin endogen menurun saat cekaman air terjadi. Aplikasi sitokinin : memperbaiki dampak negatif cekaman air (penyesuaian osmotik, penundaan penuaan, pembalikan absisi daun dan buah
DAFTAR PUSTAKA Campbell, N. A. and J. B. Reece. 2002. Biology. Sixth Edition, Pearson Education. Inc. San Francisco. Davies, P.J., 2004. Plant Hormones. Physiology, Biochemistry, and Molecular Biology. Kluwer Academic Publishers Taiz, L., E Zeiger. 2002. Plant Physiology. Third Edition. Sinauer Associates, Inc., Publishers. Sunderland, Massachusetts. Reinhart et al. (2003). Regulation of phyllotaxis by polar auxin transport.