a. Nutrisi dan Air
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan
membutuhkan nutrisi. Nutrisi ini harus tersedia dalam jumlah cukup dan
seimbang, antara satu dengan yang lain. Nutrisi diambil tumbuhan dari dalam
tanah dan udara. Unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tumbuhan dikelompokkan
menjadi dua, yaitu zat-zat organik (C, H, O, dan N) dan garam anorganik (Fe2+.
Ca2+, dan lain-lain). Berdasarkan jumlah kebutuhan tumbuhan, unsur-unsur dapat
dikelompokkan menjadi dua, yaitu unsur makro dan unsur mikro. Unsur yang
dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah besar disebut unsur makro. Contohnya: C, H, O,
N, P, K, S, dan asam nukleat. Sedangkan, unsur mikro adalah unsur-unsur yang
dibutuhkan dalam jumlah sedikit. Contohnya: Cl, Mn, Fe, Cu, Zn, B, dan Mo.
Pertumbuhan tanaman akan terganggu jika salah satu unsur yang dibutuhkan tidak
terpenuhi. Misalnya, kurangnya unsur nitrogen dan fosfor pada tanaman
menyebabkan tanaman menjadi kerdil. Kekurangan magnesium dan kalsium
menyebabkan tanaman mengalami klorosis (daun berwarna pucat).
Pemenuhan kebutuhan unsur tumbuhan diperoleh
melalui penyerapan oleh akar dari tanah bersamaan dengan penyerapan air. Air
dibutuhkan tanaman untuk fotosintesis, tekanan turgor sel, mempertahankan suhu
tubuh tumbuhan, transportasi, dan medium reaksi enzimatis. Penemuan zat-zat yang
dibutuhkan oleh tumbuhan untuk pertumbuhan dan perkembangan menyebabkan manusia
mengembangkan suatu cara penanaman tumbuhan dengan memberikan nutrisi yang
tepat bagi tumbuhan. Contoh aplikasinya adalah kultur jaringan dan hidroponik.
Kultur jaringan membudidayakan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman kecil
yang mempunyai sifat seperti induknya. Media tanam kultur jaringan berupa
larutan atau padatan yang kaya nutrisi untuk tumbuh tanaman. Kultur jaringan
ini dapat menghasilkan tanaman baru dalam jumlah banyak dalam waktu yang
relatif singkat. Sedangkan, hidroponik adalah metode penanaman dengan
menggunakan air kaya nutrisi sebagai media tanam
b. Cahaya
Kualitas, intensitas, dan lamanya radiasi yang
mengenai tumbuhan mempunyai pengaruh yang besar terhadap berbagai proses
fisiologi tumbuhan. Cahaya mempengaruhi pembentukan klorofil, fotosintesis,
fototropisme, dan fotoperiodisme. Efek cahaya meningkatkan kerja enzim untuk
memproduksi zat metabolik untuk pembentukan klorofil. Sedangkan, pada proses
fotosintesis, intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintesis saat berlangsung
reaksi terang. Jadi cahaya secara tidak langsung mengendalikan pertumbuhan dan
perkembangan tanaman, karena hasil fotosintesis berupa karbohidrat digunakan
untuk pembentukan organ-organ tumbuhan. Perkembangan struktur tumbuhan juga
dipengaruhi oleh cahaya (fotomorfogenesis). Efek fotomorfogenesis ini dapat
dengan mudah diketahui dengan cara membandingkan kecambah yang tumbuh di tempat
terang dengan kecambah dari tempat gelap. Kecambah yang tumbuh di tempat gelap
akan mengalami etiolasi atau kecambah tampak pucat dan lemah karena produksi
klorofil terhambat oleh kurangnya cahaya. Sedangkan, pada kecambah yang tumbuh
di tempat terang, daun lebih berwarna hijau, tetapi batang menjadi lebih pendek
karena aktifitas hormon pertumbuhan auksin terhambat oleh adanya cahaya.
1)Fototropisme
Percobaan N Cholodny dan Frits went menerangkan
bahwa pada ujung koleoptil tanaman, pemanjangan sel yang lebih cepat terjadi di
sisi yang teduh daripada sisi yang terkena cahaya. Sehingga, koleoptil membelok
ke arah datangnya cahaya. Hal ini terjadi, karena hormon auksin yang berguna
untuk pemanjangan sel berpindah dari sisi tersinari ke sisi terlindung. Banyak
jenis tumbuhan mampu melacak matahari, dalam hal ini lembar datar daun selalu
hampir tegak lurus terhadap matahari sepanjang hari. Kejadian tersebut
dinamakan diafototropisme. Fototropisme ini terjadi pada famili Malvacea.
2)Fotoperiodisme
Interval penyinaran sehari-hari terhadap
tumbuhanmempengaruhi proses pembungaan.
Lama siang hari di daerahtropis kira-kira 12 jam. Sedangkan, di daerah
yang memilikiempat musim dapat mencapai 16 - 20 jam. Respon tumbuhanyang diatur
oleh panjangnya hari ini disebut fotoperiodisme.Fotoperiodisme dipengaruhi oleh
fitokrom (pigmen penyerapcahaya). Fotoperiodisme menjelaskan mengapa pada
spesiestertentu biasanya berbunga serempak. Tumbuhan yangberbunga bersamaan ini
sangat menguntungkan, karenamemberi kesempatan terjadinya penyerbukan
silang.Berdasarkan panjang hari, tumbuhan dapat dibedakanmenjadi empat macam,
yaitu:
b)Tumbuhan hari panjang, tumbuhan yang berbunga
jikaterkena penyinaran lebih dari 12 jam (14 - 16 jam) sehari.Tumbuhan hari
panjang, contohnya kembang sepatu, bitgula, selada, dan tembakau.
c)Tumbuhan hari sedang, tumbuhan yang berbunga
jikaterkena penyinaran kira-kira 12 jam sehari. Tumbuhan harisedang contohnya
kacang dan tebu.
d)Tumbuhan hari netral, tumbuhan yang tidak
responsif terhadap panjang hari untuk pembungaannya. Tumbuhan hari netral
contohnya mentimun, padi, wortel liar, dan kapas.
c. Oksigen
Oksigen mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan.
Dalam respirasi pada tumbuhan, terjadi penggunaan oksigen untuk menghasilkan
energi. Energi ini digunakan, antara lain untuk pemecahan kulit biji dalam
perkecambahan, dan aktivitas tumbuhan.
d.Suhu udara
Pertumbuhan dipengaruhi oleh kerja enzim dalam
tumbuhan. Sedangkan, kerja enzim dipengaruhi oleh suhu. Dengan demikian,
pertumbuhan tumbuhan sangat dipengaruhi oleh suhu. Setiap spesies atau varietas
mempunyai suhu minimum, rentang suhu optimum, dan suhu maksimum. Di bawah suhu
minimum ini tumbuhan tidak dapat tumbuh, pada rentang suhu optimum, laju
tumbuhnya paling tinggi, dan di atas suhu maksimum, tumbuhan tidak tumbuh atau
bahkan mati.
e. Kelembapan
Laju transpirasi dipengaruhi oleh kelembapan
udara. Jika kelembapan udara rendah, transpirasi akan meningkat. Hal ini memacu
akar untuk menyerap lebih banyak air dan mineral dari dalam tanah. Meningkatnya penyerapan nutrien oleh akar
akan meningkatkan pertumbuhan tanaman.
