kontrol fotoperiodisitas terhadap pembungaan pada tanaman pacar air Impatiens balsamina.

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

            Pada beberapa tumbuhan bunga merupakan organ reproduksi yang sangat penting, khususnya tumbuhan angiospermae. Bunga merupakan salah satu hasil dari perkembangan yang nyata dari suatu tumbuhan. Kemunculannya merupakan kejadian yang lazim terjadi pada setiap pertumbuhan. Kebanyakan tumbuhan, proses terbentuknya bunga sangat dipengaruhi oleh faktor. Beberapa tumbuhan harus mengalami periode suhu rendah selama fase vegetatifnya sebelum terbentuk bunga, sedangkan tumbuhan lain akan berbunga bila mendapatkan cahaya yang cukup. Pengaruh lamanya penyinaran pada proses pembentukan bunga dan perkembangan tumbuhan disebut fotoperiodisme (Latunra, 2014).

            Fotoperiodisitas (panjang hari) merupakan perbandingan antara lamanya waktu siang dan malam hari. Di daerah tropis panjang siang dan malam hampir sama. Makin jauh dari equator (garis lintang besar), perbedaan antara panjang siang dan malam hari juga makin besar (Indramawan, 2009).

            Fotoperiodisitas dikenal sebagai biological clock untuk membuat mekanisme waktu yang berubah-ubah. Biological clock adalah mekanisme fisiologis untuk pengaturan waktu. Diantara tumbuhan tingkat tinggi, beberapa jenis tumbuhan berbunga dengan hari panjang (long day plants), yang lain berbunga dengan hari pendek (kurang dari 12 jam) dikenal sebagai short day plants (Ansal, 2008).

            Berdasarkan beberapa teori diatas, untuk membuktikan pengaruh fotoperiodisitas terhadap pembungaan maka dilakukanlah percobaan kontrol fotoperiodisitas terhadap pembungaan pada tanaman pacar air Impatiens balsamina.

I.2 Tujuan

            Tujuan percobaan ini adalah melihat pengaruh fotoperiodisme terhadap pembentukan bunga pada tanaman pacar air Impatiens balsamina.           

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

            Fotoperiodisitas mempengaruhi beberapa aspek pada pertumbuhan tanaman. Pertumbuhan dapat ditunjukkan dengan mengukur tinggi tanaman, panjang dan lebar daun serta berdasarkan pengamatan diameter dan anatomi batang. Perkembangan tumbuhan merupakan bentuk diferensiasi suatu perubahan dalam tingkat yang lebih tinggi yang menyangkut spesialisasi dan organisasi secara anatomi dan fisiologi, selain itu terjadi karena pembelahan sel (Hopkins, 1995).

            Pola perkembangan tumbuhan ditentukan oleh kerja sama antara faktor genetik serta faktor lingkungan. Faktor lingkungan merupakan faktor yang sangat erat hubungannya dengan kehidupan tanaman yang akan mempengaruhi proses fisiologi dalam tanaman. Semua proses fisiologi akan dipengaruhi oleh temperatur dan beberapa proses akan tergantung dari cahaya.  Cahaya merupakan salah satu kunci penentu dalam metabolisme dan fotosintesis tanaman. Cahaya dibutuhkan oleh tanaman mulai dari proses perkecambahan biji sampai dewasa. Tanaman yang kekurangan cahaya pada saat perkecambahan akan menimbulkan gejala etiolasi. Kekurangan cahaya matahari akan mengganggu proses fotosintesis dan menekan pertumbuhan (Lakitan, 1996).

            Setiap tanaman memiliki tanggapan yang berbeda-beda terhadap kualitas cahaya. Hal ini diketahui dari perbedaan panjang gelombang yang distribusinya berbeda pada pagi dan sore hari. Pada pagi hari umumnya lebih banyak panjang gelombang pendek dan semakin berkurang pada sore hari. Oleh karena itu efektifitas fotosintesis maksimal pada siang hari (Lakitan, 1996).

            Penggunaan cahaya yang maksimal sangat penting untuk mendapatkan produktivitas yang tinggi. Pengaruh utama cahaya terhadap tanaman adalah pada proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman, yaitu melalui fotosintesis dan fototropisme. Pengaruh yang lain adalah fotomorfogenesis yaitu melalui pengendalian morfogenesis oleh cahaya. Beberapa hal yang dipengaruhi oleh pencahayaan adalah produksi klorofil, pembukaan dan penutupan stomata, pemanjangan daun, dan perkembangan akar, di mana dengan penyerapan cahaya maksimal akan memacu pengaktifan amino levurinic acid yang digunakan sebagai prekursor biosintesis klorofil. Peningkatan biosintesis klorofil akan meningkatkan proses fotosintesis dan akhirnya akan memacu pertumbuhan tanaman (Salisbury dan Ross, 1995).

            Faktor utama yang dibutuhkan untuk memicu pembungaan adalah panjang malam yang memadai. Periodisitas pada tanaman diatur oleh phytochrome yang terdapat dalam daun. Phytochrome adalah protein molekul homodimer yang memiliki dua bentuk yang dapat saling bertukar, yaitu P_R yang mengabsorbsi cahaya merah (red) dengan panjang gelombang 660 nm dan P_FR yang mengabsorbsi cahaya far red dengan panjang gelombang 730 nm. Absorbsi cahaya merah oleh P_R  akan mengubah menjadi P_FR. Absorbsi cahaya far red oleh P_FR mengubahnya menjadi P_R. Sinar matahari mengandung banyak cahaya merah pada siang hari, sehingga seluruh P_R akan terkonversi menjadi P_FR. Sedangkan pada kondisi gelap P_FR secara otomatis akan berubah menjadi P_R (Gambar 1). Akumulasi P_R  akan mengaktifkan pelepasan sinyal kimiawi yang disebut florigen sebagai sinyal pembungaan (Kimball, 1990).

            Adanya sifat kepekaan terhadap fotoperiodisitas, menyebabkan tanaman cepat berbunga dan cepat memasuki fase generatif. Dengan demikian, pertumbuhan tanaman akan menurun. Bila pertumbuhan vegetatifnya menurun yang ditandai dengan penurunan tinggi tanaman, diameter batang, dan jumlah bobot batang, sehingga akan menyebabkan hasil serat lebih rendah dibandingkan dengan varietas yang pertumbuhan vegetatifnya terus berlangsung panjang (Hamida dan Nugraheni, 2012).

            Sejumlah spesies terbukti kurang peka terhadap faktor panjang penyinaran, tetapi hal ini menentukan apakah tanaman tersebut hanya akan membentuk bagian vegetatif saja, tetapi panjang penyinaran juga akan menentukan apakah tanaman tersebut akan membentuk internodus yang panjang atau lebih pendek dari internodus normal. Pada tanaman hari pendek, panjangnya penyinaran merupakan faktor pembatas yang berakibat membentuk vegetatif yang besar sedangkan fase pembungaannya akan terhambat. Sedangkan tanaman hari panjang, jika tanaman pada daerah yang panjang penyinarannya lebih pendek akan menunjukkan pertumbuhan internodus yang lebih pendek dan cenderung membentuk roset serta masa pembungaannya akan terhambat. Jadi selama pertumbuhan fase vegetatif tersebut diusahakan jatuh pada bulan yang memiliki fotoperiode panjang (Hamida dan Nugraheni, 2012).

            Pada kebanyakan kasus, rangsangan yang memulai proses pembuangan tampaknya berasal dari luar. Suhu seringkali berfungsi sebagai perangsang kritis. Hal ini terutama benar bagi spesies biennial, yakni tumbuhan yang memerlukan dua musim tumbuh agar dapat melengkapi daur hidupnya. Bit, wortel, bayam merupakan tiga tanaman biennial yang sering dijumpai. Pada musim tumbuh yang pertama, tumbuhan tersebut mengembangkan akar, batang yang pendek, dan sekelompok daun. Selama musim ini, makanan disimpan dalam sistem perakaran. Dengan datangnya cuaca yang dingi, maka pucuknya akan mati. Musim berikutnya bunga terbentuk pada pertumbuhan pucuk yang baru. Setelah proses reproduksi lengkap, seluruh tanaman mati. Akan tetapi, perbungaan tidak terjadi pada musim kedua, kecuali jika tanaman dibiarkan dalam cuaca dingin selam musim dingin. Masih ada faktor lain yang memicu proses pembungaan pada banyak spesies tumbuhan yaitu perubahan pada interval penyinaran sehari-hari terhadap tumbuhan (Kimball, 1990).

            Pada tanaman kenaf dan rosela, pengaruh cahaya yang penting adalah fotoperiodisitas (panjang hari). Kekurangan cahaya memiliki pengaruh yang langsung terhadap proses-proses fisiologi. Bila cahaya kurang, proses respirasi dan fotosintesisnya tidak dapat terlaksana dengan baik, maka akan menghambat proses pembentukan akar, sehingga pertumbuhan tidak kontinu pada seluruh bagian tanaman. Selain itu berkurangnya efisiensi fotosintesis dapat menyebabkan laju penyerapan unsur hara rendah, karena antara fotosintesis dan penyerapan hara memiliki hubungan yang erat. Makin tinggi laju fotosintesis, maka penyerapan hara juga makin meningkat. Radiasi yang rendah akan menyebabkan kurangnya penyerapan unsur yang diberikan dalam bentuk pupuk, serta dapat mengurangi efisiensi pemupukan terutama pupuk yang mudah hilang (Hamida dan Nugraheni, 2012).

            Organisme yang berbeda menggunakan perubahan musiman bertahap penyinaran yang dapat mengatur waktu proses perkembangan yang beragam, seperti peralihan menuju bunga pada tumbuhan. Florigen adalah sistemik Sinyal yang dibentuk pada daun terpapar isyarat lingkungan spesifik, terutama photoperiodik, dan mampu memicu induksi bunga di beberapa spesies. Contohnya pada markisa Passiflora edulis. Pembentukan bunga setelah pembentukan sepal /daun kelopak membutuhkan fotoperiode yang panjang. Penelitian mengenai markisa kuning menunjukkan tidak adanya bunga di bawah day lengths (hari panjang) di bawah 11 hingga 12 jam. Pada 'PD', bunga tidak berkembang dengan suhu yang hangat di atas 28°C dalam penyinaran apapun (Nave et al., 2010).

Sumber: http://onlinelibrary.wiley.com

Gambar: Perkembangan bunga markisa Passiflora edulis (Nave et al., 2010)

            Analisis cahaya-mikroskop tahap perkembangan bunga markisa dengan LDS. (a-l) tahap perkembangan dari bunga, diambil dari bagian membujur dari puncak dari tanaman yang terkena LDs. Pucuk apikal meristem (SAM) memproduksi berturut-turut daun, l, primordia. Pada dasar bawah daun dari primordial ini, sulur meristem, t_m, Dibentuk (a-c). Tahap dalam pengembangan bunga adalah pembentukan dari bunga yang terpisah, f, primordial pada sayap dari meristem sulur (d). pada tahap II, bract pertama, b₁ , Primordial adalah terbentuk (e, f). Pembentukan tambahan tanda bract primordia tahap III (g, h). Sepal daun, s, primordia terbentuk pada tahap IV ketika tangkai, pd, mulai memanjangkan (i), dan kelopak, p, primordia muncul pada tahap V (j). Benang sari, st, primordia yang terbentuk pada Tahap VI (k), dan ginesium, g, primordial pada tahap VII (i). Skala bar adalah 0,1 mm untuk semua panel (Nave et al., 2010).

            Salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman adalah intensitas cahaya. Tanaman yang diletakkan di tempat yang teduh, akan tumbuh dengan ciri-ciri berdaun hijau tua, pertumbuhannya lebih lambat namun stomatanya berjumlah sedikit namun ukurannya besar, perakaranya tidak terlalu lebat. Berbeda tanaman yang ditanamam ditempat yang mendapatkan banyak cahaya, maka tanaman itu akan memiliki ciri-ciri berdaun hijau muda, stomatanya berukuran kecil dan berjumlah banyak, perakarannya lebih lebat dan pertumbuhannya lebih cepat. Beberapa proses dalam perkembangan tanaman yang dikendalikan oleh cahaya antara lain perkecambahan, perpanjangan batang, perluasan daun, sintesis klorofil, gerakan batang, gerakan daun, pembukaan bunga, dan dominasi tunas (Latunra, 2014). 

            Cahaya matahari mempunyai peranan besar dalam proses fisiologi tanaman seperti fotosintesis, respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, menutup dan membukanya stomata, dan perkecambahan tanaman serta metabolisme tanaman hijau (Salisbury dan Ross, 1995).

BAB III

METODE PERCOBAAN

III.1 Alat

            Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah polybag, silet, mikroskop, deck glass, objek glass dan kamera.

III.2 Bahan

            Bahan yang digunakan dalam percobaan biji tanaman pacar air Impatiens balsamina, tanah dan air.

III.3 Cara Kerja

            Cara kerja dari percobaan ini adalah:

1.    Memilih dan menyemaikan biji pacar air Impatiens balsamina pada polybag yang telah diisi tanah dan memeliharanya selama 4 minggu.

2.    Mengamati perkembangan biji selama satu bulan.

3.    Memelihara tanaman pacar air Impatiens jika setelah berumur satu bulan, selama beberapa hari di bawah kondisi cahaya yang normal.

4.    Meletakkan satu polybag di tempat yang mendapatkan cahaya pendek (8 jam terang, 16 jam gelap), dan 1 polybag lainnya pada tempat yang mendapat cahaya panjang (16 jam terang dan 8 jam gelap).

5.    Mengambil tanaman tersebut setelah di beri perlakuan fotoperiode, kemudian mengiris dan memeriksa dengan menggunakan mikroskop untuk mengetahui ada tidaknya struktur bunga (primordial bunga).

DAFTAR PUSTAKA

Ansal,  B.,  2008. Faktor Pembatas dan Lingkungan Fisik. UI Press, Jakarta.

Hamida, R., dan Suminar Diyah Nugraheni, 2012. Fotoperiodisitas Dan     Hubungannya Terhadap Pertumbuhan Dan Produksi Kenaf (Hibiscus           cannabinus L.) dan Rosela (Hibiscus sabdariffa L.).             Http://balittas.litbang.deptan.go.id. Diakses pada tanggal 2 Mei 2014, pukul           21.00 WITA, Makassar.

Hopkins, W. G., 1995. Introduction to Plant Physiology Second Edition. John         Wiley & Sons Inc., Canada.

Indramawan,  S.,  2009. Pembungaan Angiospermae. Universitas Gadjah Mada    Press, Yogyakarta.

Kimball, J. W., 1990.  Biologi Jilid 2. Erlangga, Jakarta.

Lakitan, B., 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. Grafindo            Persada, Jakarta.

Latunra, A. I., 2014. Penuntun Praktikum Struktur Perkembangan Tumbuhan II.    Jurusan Biologi. Universitas Hasanuddin, Makassar.

Nave, N., et al., 2010. Flower development in the passion fruit Passiflora edulis      requires a photoperiod-induced systemic graft-transmissible signal.     Http://onlinelibrary.wiley.com. Plant, Cell and Environment Vol. 33 (No.1),             hal. 2065-2083.

Salisbury, F. B. dan C. W., Ross, 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid Tiga. Penerbit     Institut Teknologi Bandung, Bandung.