BAB I.
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Cahaya
merupakan suatu bentuk energi yang sangat penting yang dibutuhkan oleh seluruh
makhluk hidup yang ada di bumi. Tanpa adanya cahaya kehidupan di bumi pun
dipastikan tidak dapat berjalan sempurna. Semua makhluk hidup menggantungkan
hidupnya baik secara langsung maupun tidak langsung terhadap keberadaan cahaya.
Cahaya
merupakan faktor lingkungan yang sangat penting sebagai sumber energi utama
bagi ekosistem. Cahaya matahari mempengaruhi ekosistem secara global karena
matahari menentukan suhu. Cahaya matahari juga merupakan unsur vital yang
dibutuhkan oleh tumbuhan sebagai produsen untuk berfotosintesis. Cahaya Optimal
bagi Tumbuhan Kebutuhan minimum cahaya untuk proses pertumbuhan terpenuhi bila
cahaya melebihi titik kompensasinya.
cahaya melebihi titik kompensasinya.
Secara fisiologis, cahaya mempunyai
pengaruh langsung maupun tidak langsung terhadap pertumbuhan tanaman. Pengaruh
secara langsung terjadi pada metabolisme melalui proses fotosintesis, sedangkan
proses tidak langsung melalui pertumbuhan dan perkembangan tanaman, keduanya sebagai
akibat respon metabolik yang langsung. Fotosintesis merupakan proses yang
penting bagi tanaman dalam rangka suplai energi. Energi radiasi yang tersedia
untuk fotosintesis dibumi berasal dari matahari. Setiap energi yang digunakan,
secara langsung maupun tidak langsung, berasal dari radiasi matahari untuk
pertumbuhan dan perkembangan tanaman/pohon.
Banyak pengaruh-pengaruh stimulasi
yang dipacu oleh cahaya terhadap perkembangan dan pertumbuhan tanaman/pohon,
khususnya terhadap diferensiasi organ dan jaringan. Klorofil melalui
kemampuannya untuk mengabsorbsi energi yang dipancarkan oleh matahari dan
mengkonversinya menjadi energi kimia yang disimpan dalam molekul gula
sederhana, menyajikan hubungan keterkaitan yang erat antara seluruh organisme
tanaman dengan energi matahari.
Kekurangan cahaya matahari akan
mengganggu proses fotosintesis dan pertumbuhan, meskipun kebutuhan cahaya
tergantung pada jenis tumbuhan. Selain itu, kekurangan cahaya saat
perkecambahan berlangsung akan menimbulkan gejala etiolasi dimana batang
kecambah akan tumbuh lebih cepat namun lemah dan daunnya berukuran kecil, tipis
dan bewarna pucat (tidak hijau). Semua ini terjadi dikarenakan tidak adanya
cahaya sehingga dapat memaksimalkan fungsi auksin untuk pemanjangan sel-sel
tumbuhan. Sebaliknya, tumbuhan yang tumbuh di tempat terang menyebabkan
tumbuhan tumbuhan tumbuh lebih lambat dengan kondisi relative pendek , daun
berkembang baik lebih lebar, lebih hijau , tampak lebih segar dan batang
kecambah lebih kokoh. Dengan banyaknya pengaruh cahaya terhadap tanaman, pada
kesempatan kali ini penulis akan membahas tentang kualitas cahaya dan
pengaruhnya terhadap tanaman.
B.
Rumusan Masalah
1.
Apa yang dimaksud kualitas cahaya ?
2.
Bagaimana pengaruh kualitas cahaya terhadap tanaman ?
BAB II.
PEMBAHASAN
A.
Pengertian Kualitas Cahaya
Kualitas cahaya adalah mutu cahaya
yang ditentukan dengan panjang gelombang. Kualitas cahaya matahari ditentukan
oleh proporsi relatif panjang gelombangnya, selain itu kualitas cahaya tidak
selalu konstan namun selalu bervariasi dari musim ke musim, lokasi geografis
serta perubahan komposisi udara di atmosfer.
Cahaya matahari yang sampai ke bumi hanya sebagian saja, selebihnya cahaya
tersebut tersaring oleh beberapa komponen atmosfer atau dipantulkan kembali ke
angkasa luar. Cahaya matahari gelombang pendek tersaring dan diserap oleh
lapisan ozon (O3) di atmosfer, sedangkan cahaya gelombang panjang
tersaring oleh uap air di udara, cahaya gelombang panjang lainnya
dipecahkan/dipencarkan dan dipantulkan oleh awan dan lapisan debu di atas
permukaan bumi.
Radiasi energi yang diterima oleh bumi dari matahari berbentuk gelombang
elektromagnetik yang bervariasi panjangnya yaitu dari 5000-290 milimikron.
Rangkaian spektrum matahari ini dapat dikelompokan berdasarkan panjang gelombangnya.
Cahaya mempunyai sifat gelombang dan sifat partikel. Cahaya hanya merupakan
bagian dari energi cahaya yang memiliki panjang gelombang tampak bagi mata
manusia sekitar 390-760 nanometer. Sedangkan pada tanaman cahaya akan diserap oleh molekul klorofil
untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen
yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem I
dan fotosistem II. Fotosistem I terdiri dari molekul klorofil yang menyerap
cahaya dengan panjang gelombang 700 nanometer, sedangkan fotosistem II 680 nanometer.
Sifat partikel cahaya biasanya diungkapkan dalam pernyataan bahwa cahaya
itu datang dalam bentuk kuanta dan foton, yaitu paket energi yang
terpotong-potong dan masing-masing mempunyai panjang gelombang tertentu. Cahaya
memberikan energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman/pohon secara
langsung melalui tumbuhan hijau atau melalui organisme lain, hal ini tergantung
kepada zat-zat organik yang disintesa oleh tumbuhan hijau.
Kualitas cahaya
berkaitan erat dengan panjang gelombang, dimana panjang gelombang ungu dan biru
mempunyai foton yang lebih berenergi bila dibanding dengan panjang gelombang
jingga dan merah. Kualitas cahaya dibedakan berdasarkan panjang gelombang
menjadi :
1.
Panjang gelombang 750-626 mu adalah warna merah.
2.
Panjang gelombang 626-595 mu adalah warna
orange/jingga.
3.
Panjang gelombang 595-574 mu adalah warna kuninga.
4.
Panjang gelombang 574-490 mu adalah warana hijau.
5.
Panjang gelombang 490-435 mu adalah warna biru.
6.
Panjang gelombang 435-400 mu adalah warna ungu.
Semua warna-warni dari panjang gelombang ini mempengaruhi terhadap
fotosintesis dan juga mempengaruhi terhadap pertumbuhan dan perkembangan pohon
baik secara generatif maupun vegetatif, tetapi kuning dan hijau dimanfaatkan
oleh tanaman sangat sedikit, panjang gelombang yang paling banyak diabsorbsi
beada di wilayah violet sampai biru dan orange sampai merah. Variasi harian dan
variasi musiman tidak hanya mempengaruhi masukan energi, tetapi juga suatu
masukan faktor periode yang penting. Panjang siang hari pada waktu yang berbeda
dalam satu tahun, untuk organisme yang non tropis dan merupakan indikator yang
paling dapat dipercaya dan sebagian besar tanaman bersifat fotoperiodik.
Irradiasi langsung pada dini hari dan senja hari mengandung banyak radiasi
panjang gelombang yang disebabkan oleh celah atmosfer yang lebih panjang dan
berakibat penghamburan gelombang pendek.
Cahaya yang datang dari matahari mencapai bumi
dengan kecepatan 300.000 km perdetik. Berkat kecepatan cahaya itulah, kita
selalu melihat dunia penuh dengan warna. Cahaya menembus atmosfer dengan
kecepatan luar biasa dan mencapai bumi dengan menumbuk berbagai objek. Ketika
menumbuk suatu objek dengan kecepatan seperti ini, cahaya berinteraksi dengan
atom-atom objek tersebut dan memantul dengan panjang gelombang berbeda, yang
sesuai dengan warna-warna. Dengan cara inilah, buku yang sekarang Anda pegang,
baris-barisnya, gambar-gambar, pemandangan yang Anda lihat diluar, pepohonan,
gedung, mobil, langit, burung, kucing, singkatnya semua yang ditangkap mata
Anda, memantulkan warna-warnanya.
Molekul yang memungkinkan warna dipantulkan adalah
molekul pigmen. Warna yang dipantulkan suatu objek tergantung pada molekul
pigmen yang terkandung dalam objek tersebut. Setiap molekul pigmen mempunyai
struktur atom yang berbeda. Nomor, jenis dan urutan atom dalam molekul-molekul
itu berbeda satu sama lain. Cahaya yang menumbuk pelbagai pigmen itu kemudian
dipantulkan dalam berbagai nuansa warna. Namun, ini saja tidak cukup untuk
pembentukan warna. Agar cahaya pantul yang memiliki suatu kualitas warna
tertentu dapat diterima dan dilihat, pantulan itu harus mencapai alat pelihat
yang mampu menginderanya.
B. Pengaruh
Kualitas cahaya terhadap tanaman
Cahaya
merupakan suatu bentuk energi yang sangat penting yang dibutuhkan oleh seluruh
makhluk hidup yang ada di bumi. Tanpa adanya cahaya kehidupan di bumi pun
dipastikan tidak dapat berjalan sempurna. Semua makhluk hidup menggantungkan
hidupnya baik secara
langsung maupun tidak langsung terhadap keberadaan cahaya.
Peranan
sinar matahari sangatlah besar bagi seluruh mahluk hidup khususnya bagi
tumbuhan. Karena dalam pembentukan zat – zat organik didalam daun yang biasa
disebut fotosintesis atau asimilasi karbon sangat membutuhkan sinar matahari. Cahaya
matahari yang diambil akan diubah oleh tanaman menjadi energi kimia, sehingga
dapat dipakai dalam proses fotosintesis karena sinar matahari tidak bisa
langsung dipakai.
Tumbuhan bersifat autotrof
artinya dapat mensintesis makanan sendiri dari senyawa
anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula
dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses
ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa
berikut ini:
12H2O +
6CO2 + cahaya --> C6H12O6 (glukosa) + 6O2 + 6H2O
Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk
dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang
berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem I dan
fotosistem II. Fotosistem I terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya
dengan panjang gelombang 700 nanometer, sedangkan fotosistem II 680 nanometer.
Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti
dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.
Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil
pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer
sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk
fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini
menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus
segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh
elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil
ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.
Sinar
matahari yang dipakai oleh tanaman tidaklah semuanya melainkan hanya cahaya
dengan panjang gelombang 360 hingga 720 µm yang dapat dipakai dalam proses
fotosintesis. Di bawah atau di atas panjang gelombang tersebut tidak bisa
dipakai oleh tanaman dan akan memantul kembali ke udara. Sedangkan cahaya yang
didapat oleh tanaman tidak semua dari cahaya matahari, melainkan melalui
beberapa penyaringan di atmosfer, oleh karena itu intensitas maksimum cahaya
matahari yang cerah untuk berbagai tujuan seperti proses fotosintesis
bergantung pada konstanta matahari, kerapatan pengaliran radiasi sinar pada batas
luar atmosfer bumi.
Setiap
cahaya yang dipancarkan dari matahari memiliki panjang gelombang dan warna yang
berbeda sehingga tanaman juga akan berbeda pengaruh pada masing – masing
panjang gelombang. Pigmen klorofil yang dimiliki tanaman menyerap lebih banyak
cahaya tampak berwna biru dengan panjang gelombang 400 hingga 500 µm dan cahaya
merah tampak dengan panjang gelombang 650 hingga 700 µm dibandingkan dengan
cahaya hijau yang memiliki panjang gelombang 500 hingga 600 µm
Beberapa
tumbuhan mempunyai karakteristika yang dianggap sebagai adaptasinya dalam
mereduksi kerusakan akibat cahaya yang terlalu kuat atau supra optimal.
Dedaunan yang mendapat cahaya dengan intensitas yang tinggi, kloroplasnya
berbentuk cakram, posisinya sedemikian rupa sehingga cahaya yang diterima hanya
oleh dinding vertikalnya. Antosianin berperan sebagai pemantul cahaya sehingga
menghambat atau mengurangi penembusan cahaya ke jaringan yang lebih dalam.
Besarnya
energi matahari yang diterima oleh tanaman tidak sama dari musim ke musim dan
latitude ke latitude lainnya. Tetapi besarnya energi matahari yang diterima
tanaman (tumbuhan) setiap tahunnya pada latitude yang sama tidak sama
bervariasi dan besarnya energi matahari yang ditangkap tanaman untuk jenis
tanaman yang berbeda, juga akan berbeda-beda pula.
Penyinaran
yang cukup bagi tanaman akan membuat tanaman bisa melakukan proses fotosintesis
dengan maksimal sehingga produksi karbohidrat akan sangat baik bagi pertumbuhan
tanaman. Tanaman akan tumbuh dengan optimal jika proses fotosintesisnya
berjalan dengan optimal juga. Tetapi sebaliknya, dengan adanya naungan yang
menghalangi sinar matahari ke tanaman akan mengakibatkan proses fotosintesis
berkurang sehingga tanaman menjadi lemah dan kecil karena tidak ada metabolisme
yang terjadi dalam tubuh tanaman. Tidak adanya sinar matahari yang didapat oleh
tanaman akan menjadikan tanaman mengalami etiolasi dimana tanaman akan tumbuh
dengan cepat tetapi dengan ukuran batang yang kecil dalam rangka penghematan
energi oleh tanaman.
BAB III.
PENUTUP
Kesimpulan
yang dapat diambil dari pokok permasalahan (Rumusan Masalah) tersebut adalah:
1. Secara
fisiologis, cahaya mempunyai pengaruh langsung maupun tidak langsung terhadap
pertumbuhan tanaman. Pengaruh secara langsung terjadi pada metabolisme melalui
proses fotosintesis, sedangkan proses tidak langsung melalui pertumbuhan dan
perkembangan tanaman.
2.
Kualitas cahaya adalah mutu cahaya yang ditentukan
dengan panjang gelombang, dengan kata lain kualitas cahaya matahari ditentukan
oleh proporsi relatif pnjang gelombangnya, selain itu kualitas cahaya tidak
selalu konstan namun selalu bervariasi dari musim ke musim, lokasi geografis
serta perubahan komposisi udara di atmosfer.
3. Sinar
matahari yang dipakai oleh tanaman tidaklah semuanya melainkan hanya cahaya
dengan panjang gelombang 360 hingga 720 µm yang dapat dipakai dalam proses
fotosintesis. Di bawah atau di atas panjang gelombang tersebut tidak bisa
dipakai oleh tanaman dan akan memantul kembali ke udara
4. Peranan
sinar matahari sangatlah besar bagi seluruh mahluk hidup khususnya bagi
tumbuhan. Karena dalam pembentukan zat – zat organik didalam daun yang biasa
disebut fotosintesis atau asimilasi karbon sangat membutuhkan sinar matahari
Daftar Pustaka
Ashari,
Semeru, 1995. Hortikultura Aspek Budidaya, UI Press, Jakarta.
Asparno
Mardjuki, 1990, Pertanian dan Masalahnya, Andi Offset, Yogyakarta.
Fitter, A.H., Hay, R.K.M., 1992. Fisiologi
Lingkungan Tanaman, Gadjah Mada University
Press, Jogja.
Gardner, F.P., R. Brent Pearce dan
Roger Mitchell, 1991, Fisiologi Tanaman Budidaya,
Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.
Harjadi, Sri Setyati, 1982, Pengantar
Agronomi , PT. Gramedia, Jakarta.
Hasan Basri Jumin, 1991, Dasar-dasar
Agronomi , CV. Rajawali, Jakarta.
Istiqomah, Anita Rahayu,
Mudyantini, Widya, Anggarwulan, Endang, 2010. Jurnal
EKOSAINS Pertumbuhan dan Struktur Anatomi Rumput Mutiara (hedyotis corymbsa [l.] Lamk.) Pada
Ketersediaan Air dan Intensitas Cahaya
Berbeda, Jurusan Biologi FMIPA UNS, Surakarta.
Mahida, U.N., 1984, Pencemaran air dan Pemanfaatan
Limbah Industri, Kata Pengantar
Otto Soemarwoto, Penerbit CV. Radjawali, Jakarta.
Orchard, P.W. and D.C. Goodwin,
1979, Environmental Factors, Plant and Crop Growth
, University of New England (AAUCS).
Reijntjes, Coen., Bertus Haverkort
dan Ann Waters Bayer, Pertanian Masa Depan,
Pengantar Untuk Pertanian Berkelanjutan dengan Input Luar Rendah, Penerbit Kanisius, Yogyakarta.
Rochiman, Koesriningroem dan Sri Setyati Harjadi,
1973, Pembiakan Vegetatif, Departemen
Agronomi, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Sadjad, S.,
1976, Agronomi Umum, Departemen Agronomi, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Tjitrosomo,
Siti Sutarmi, 1990. Botani Umum 2, Angkasa, Bandung.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar