Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman

PENGERTIAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TANAMAN
Pertumbuhan adalah proses pertambahan volume yang irreversible (tidak dapat balik) karena adanya pembelahan mitosis atau pembesaran sel atau dapat pula disebabkan oleh keduanya. Pertumbuhan dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif. Contoh : pertumbuhan batang tanaman dapat diukur dengan busur pertumbuhan atau Auksanometer.
Pertumbuhan menunjukkan pertambahan ukuran dan berat kering yang tidak dapat balik yang mencerminkan pertambahan protoplasma mungkin karena ukuran dan jumlahnya bertambah. Pertambahan protoplasma melalui reaksi dimana air, C02, dan garam-garaman organik dirubah menjadi bahan hidup yang mencakup; pembentukan karbohidrat (proses tbtosintesis), pengisapan dan gerakan air dan hara (proses absorbs dan translokasi), penyusunan perombakan protein dan lemak dari elemen C dari persenyawaan organik (proses metabolisme) dan tenaga kimia yang dibutuhkan didapat dari respirasi.

Perkembangan adalah terspesialisasinya sel-sel menjadi struktur dan fungsi tertentu. Perkembangan tidak dapat dinyatakan dengan ukuran tetapi dapat dinyatakan dengan perubahan bentuk dan tingkat kedewasaan.
Perkembangan dari tanaman bersel banyak, terlaksana dengan proses mitosis, sel-sel tertentu berperan dalam mengatur diferensiasi, pengaturan ini berlangsung dengan media “utusan kimia” yang ditunjukkan oleh pengatur pertumbuhan. Pengatur pertumbuhan adalah zat organik yang keaktifannya jauh berlipat seperti hormon yang dikenal adalah auksin, giberelin, dan citokinin.

Diferensiasi adalah perubahan yang terjadi dari keadaan sejumlah sel, membentuk organ-organ yang mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda.
POLA PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN
Pola pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan bervariasi. Ada pola determinate dan pola indeterminate.

TAHAPAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN SEL
Menurut Michurin,  secara garis besar pertumbuhan dan perkembangan tanaman dibagi dalam 3 (tiga) fase, yaitu :

1.       Fase Embryonis
Fase embryonis dimulai dari pembentukan zygote sampai terjadinya embrio, yang terjadi di dalam bakal biji (ovule). Dari zygote diikuti dengan pembelahan sel sesudah itu terjadi pengembangan sel. Fase embryonis tidak terlihat secara nyata (tidak tergambar dalam kurve) dalam pertumbuhan tanaman, karena berlangsungnya di dalam biji.

2.        Fase Muda (Juvenil/Vegetatif)
Fase muda dimulai sejak biji mulai berkecambah, tumbuh menjadi bibit dan dicirikan oleh pembentukan daun – daun yang pertama dan berlangsung terus sampai masa berbunga dan atau berbuah yang pertama. Perkecambahan merupakan satu rangkaian yang komplek dari perubahan-perubahan morfologis, fisiologis, dan biokimia.

Proses perkecambahan meliputi beberapa tahap, yaitu :

Imbibisi yaitu proses penyerapan air oleh benih sehingga kulit benih melunak dan terjadinya hidrasi dari protoplasma.
  Perombakan cadangan makanan di dalam endosperm.
Perombakan bahan-bahan makanan yang dilakukan oleh enzym. ( amilase, protease, lipase).
Karbohidrat dirombak menjadi glukosa
 Gibberellin mengaktifkan produksi enzim amilase
Embrio menyerap air dan proses perkecambahan dimulai
Gibberellin berdifusi dari embrio menuju lapisaN aleuron
 Sel-sel dalam lapisan aleuron merespon dengan melepaskan enzim pencerna seperti a amylase
Enzim mencerna pati di dalam emdosperm menjadi gula dan molekul lain yang diperlukan embrio untuk tumbuh
-Protein dirombak menjadi asam amino

-Lemak dirombak menjadi asam lemak dan gliserol.



3.       Fase Menua dan Aging (Senil/Senescence)
Beberapa faktor luar dapat menghambat atau mempercepat terjadinya senescence, misalnya :

Penaikan suhu, keadaan gelap, kekurangan air dapat mempercepat terjadinya senescence daun
Penghapusan bunga atau buah akan menghambat senescence tanaman
Pengurangan unsur-unsur hara dalam tanah, air, penaikan suhu, berakibat menekan pertumbuhan tanaman yang berarti mempercepat senescence
Macam-macam bentuk senescence: Senescence pada tanaman dapat mengikuti beberapa pola :

Senescence yang meliputi keseluruhan tubuh tanaman (overall senescence).Akar dan bagian tanaman di atas tanah mati semua Tanaman mati sesudah menyelesaikan semua. satu siklus kehidupannya.
Senescence yang meliputi hanya bagian tanaman di atas tanah (top senescence).Bagian tanaman di atas tanah mati, sedangkanbagian tanaman yang berada di dalam tanah tetap hidup
Senescence yang meliputi hanya daun – daunnya (Deciduous Senescence).Tanaman menggugurkan semua daun-daunnya, sementara organ tanaman lain tetap hidup.
 Senescence yang meliputi hanya daun-daun yang terdapat di bagian bawah suatu tanaman (Progessive Senescence).Tanaman hanya menggugurkan daun-daunnya yang terdapat di bagian bawah saja (daun – daun yang tua),sedang daun-daun yang lebih atas dan organ tanaman lain tetap hidup.Tanggap Tanaman Terhadap Kekurangan Air.


PERKEMBANGAN ORGAN TUMBUHAN
BATANG

Batang merupakan bagian dari tumbuhan yang amat penting, dan mengingat serta kedudukan batang bagi tubuh tumbuhan, batang dapat disamakan dengan sumbu tubuh tumbuhan.

Terdapat 2 macam pertumbuhan, yaitu:

1.       Pertumbuhan Primer
Terjadi sebagai hasil pembelahan sel-sel jaringan meristem primer. Berlangsung pada embrio, bagian ujung-ujung dari tumbuhan seperti akar dan batang.

Embrio memiliki 3 bagian penting :

a. tunas embrionik yaitu calon batang dan daun

b. akar embrionik yaitu calon akar

c. kotiledon yaitu cadangan makanan

Daerah pertumbuhan pada akar dan batang berdasar aktivitasnya tcrbagi menjadi 3 daerah

Daerah pembelahan.
Sel-sel di daerah ini aktif membelah (meristematik)

Daerah pemanjangan.
Berada di belakang daerah pembelahan

Daerah diferensiasi.
Bagian paling belakang dari daerah pertumbuhan. Sel-sel mengalami diferensiasi membentuk akar yang sebenarnya serta daun muda dan tunas lateral yang akan menjadi cabang.



2. Pertumbuhan Sekunder

Merupakan aktivitas sel-sel meristem sekunder yaitu kambium dan kambium gabus. Pertumbuhan ini dijumpai pada tumbuhan dikotil, gymnospermae dan menyebabkan membesarnya ukuran (diameter) tumubuhan.

- Mula-mula kambium hanya terdapat pada ikatan pembuluh, yang disebut kambium vasis atau kambium intravasikuler. Fungsinya adalah membentuk xilem dan floem primer.

- Selanjutnya parenkim akar/batang yang terletak di antara ikatan pembuluh, menjadi kambium yang disebut kambium intervasis.

- Kambium intravasis dan intervasis membentuk lingkaran tahun  bentuk konsentris.

Kambium yang berada di sebelah dalam jaringan kulit yang berfungsi sebagai pelindung. Terbentuk akibat ketidakseimbangan antara permbentukan xilem dan floem yang lebih cepat dari pertumbuhan kulit.

- ke dalam membentuk feloderm : sel-sel hidup
– ke luar membentuk felem : sel-sel mati

Pada batang dikotil antara xilem dan floem terdapat kambium intravasikuler, pada perkembangan selanjutnya jaringan parenkim yang terdapat di antara berkas pembuluh angkut juga berubah menjadi kambium, yang disebut kambium intervasikuler. Keduanya dapat mengadakan pertumbuhan sekunder yang mengakibatkan bertambah besarnya diameter batang.

Sedangkan Pada batang Monokotil, epidermis terdiri dari satu lapis sel, batas antara korteks dan stele umumnya tidak jelas. Pada stele monokotil terdapat ikatan pembuluh yang menyebar dan bertipe kolateral tertutup yang artinya di antara xilem dan floem tidak ditemukan kambium. Tidak adanya kambium pada Monokotil menyebabkan batang Monokotil tidak dapat tumbuh membesar, dengan perkataan lain tidak terjadi pertumbuhan menebal sekunder.

 BUNGA

Tumbuhan berbunga melakukan reproduksi dengan cara membentuk biji.  Biji terbentuk dengan jalan reproduksi seksual yaitu bergabungnya sel kelamin jantan dari serbuk sari dengan sel kelamin betina dari bakal buah.Berkembangnya bunga melalui proses penyerbukan, yaitu berpindahnya bibit jantan (male gametes) pada bibit betina (female gametes) dan menghasilkan sel baru yang disebut buah atau biji.Proses pembuahan ini yang disebut berkembang dan mekarnya bunga.Pembuahan merupakan proses penting dalam pembentukan biji dan buah. Pembuahan terjadi untuk memproduksi bibit bunga.. Pembuahan terjadi apabila serbuk sari telah masuk ke bagian dalam putik atau bakal buah. Lalu dari bakal buah ini akan membentuk biji yang melengkapi proses reproduksi bunga. Hasil dari pembuahan ini adalah variasi bunga dari jenis yang sama.

 Daun

       Daun terdiri dari atas pangkal daun,helai daun (lamina), dan tangkai daun (petiolus). Pada beberapa tumbuhan dikotil,pada pangkal daun sering kali ditemukannya stipula, yang tumbuh dari primodia daun. Pada sebagian besar tumbuhan dikotil dan monokotil, pangkal daun melebar membentuk seludah / pelepah yang mengelilingi bagian buku ( nodus).

Daun tersusun dari tiga sistem jaringan yaitu :

jaringan dermal →  epidermis
jaringan dasar → mesofil
jaringan pembuluh
Pada jaringan mesofil ini  merupakan jaringan parenkimatis yang terapat pada jaringan epidermis. Jaringan mesofil ini berdiferensiasi membentuk jaringan fotosintetik yang mengandung klorofil. Jaringan mesofil ini terbagi lagimenjadi :

palisade/jaringan tiang : yang mana jaringan ini terspesialisasi  untuk meningkatkan efesiensi fotosintesis. Terdapat tepat dibawah epidermis, umumnya pada sisi adaksial → daun dorsiventral. Bentuk dan susunan selpada palisade memungkinkan kloroplas terlokalisasi pada posisi yang paling strategis untuk menyerap cahaya matahari secara maksimum. Area permukaan sel yang bebas dengan kontak dengan sel lain pada sel- sel palisade juga merupakan faktor yang menentukan tingginya efesiensi fotosintesis pada jaringan ini.
Jaringan spons : jaringan ini terletak dibawah jaringan palisade. Yang mana fungsinya untuk penyimpanan gula dan asam amino yang disintesis dilapisan palisade.


MORFOGENESIS : kejuwanan dan totipotensi
Fase juwana(juvenile) disebut juga fase muda. Fase ini dimulai sejak biji mulai berkecambah, tumbuh menjadi bibit dan dicirikan oleh pembentukan daun – daun yang pertama dan berlangsung terus sampai masa berbunga dan atau berbuah yang pertama. Perkecambahan merupakan satu rangkaian yang komplek dari perubahan-perubahan morfologis, fisiologis, dan biokimia.

Totipotensi merupakan kemampuan suatu sel untuk dapat memperbanyak diri dalam keseluruhan (total) kemungkinan perkembangan yang dimungkinkan.Kemampuan totipotensi dapat diubah dengan mengganti lingkungan hidup/tumbuh sel. Modifikasi osmotik, nutrisi, hormon, atau sumber energi yang dipaparkan pada sel dapat mengubah sifat ini menjadi pluripoten (banyak potensi), multipoten (berbagai potensi), atau unipoten (tunggal potensi). Sel yang pluripoten memiliki kemampuan berubah yang masih banyak, multipoten hanya beberapa, dan unipoten adalah bentuk sel yang telah terspesifikasi.

Contohnya :

totipotensi ini dapat terjadi pada tumbuhan yaitu pada sel meristem yang berada pada titik tumbuh.
Dan pada zigot juga memiliki kemampuan untuk memperbanyak diri ini menjadi lebih sempurna.


FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN
ü  FAKTOR DALAM

1. Genetika

Merupakan  ilmu yang mempelajari tentang pewarisan sifat keturunan .

Genetika ini terbagi menjadi 2 yaitu genotip (yaitu sifat yang tidak tampak dari luar tubuh makhluk hidup) dan fenotip (yaitu sifat fisik yang tampak dari luat tubuh makhluk hidup).

Gen adalah substansi/materi pembawa sifat yang diturunkan dari induk. Gen mempengaruhi ciri dan sifat mahluk hidup. Gen juga menentukan kemampuan metabolisme makhluk hidup, sehingga mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangannya. Akan tetapi meskipun peranan gen sangat penting, faktor genetis bukan satu-satunya faktor yang menentukan



2. Hormon

merupakan  senyawa kimia yang terdiri dari protein yang berfungsi sebagai zat perangsang/mengaktifkan sel-sel untuk bertumbuh dan berkembang.

Biasanya terdapat hampir di semua makhluk hidup. Untuk tumbuhan disebut dengan Fitohormon. Fitohormon atau hormon tanaman ada-lah senyawa organik bukan nutrisi yang aktif dalam jumlah kecil yang disintesis pada bagian tertentu, pada umumnya ditranslokasikan kebagian lain tanaman dimana senyawa tersebut, menghasilkan suatu tanggapan secara biokimia, fisiologis dan morfologis.



ü  B. FAKTOR LUAR

1. Suhu

Dibedakan menjadi 3 yaitu :

a. Suhu minimum yaitu suhu yang berada dikisaran bawah dari keadaan normal yang memungkinkan          makhluk hidup untuk bertumbuh dan berkembang.

b. Suhu optimum yaitu suhu yang palingbaikuntuk makhluk hidup bertumbuha dan berkembang

c. Suhu maksimum yaitu suhu yang berada di kisaran atas dari keadaan normal yang memungkinkan makhluk hidup untuk bertumbuh dan berkembang.



2. Cahaya

Merupakan faktor yang sangat dibutuhkan oleh tumbuhan. Faktor ini juga dapat menjadi faktor penghambat pertumbuhan dan perkembangan makhluk. Pada setiap tumbuhan tidak sama dalam menanggapi respon terhadap lamanya penyinaraan serta intensitas cahaya yang diterima. Keadaan ini disebut dengan Fotoperiodisme. Hal ini dikendalikan oleh pigmen warna yang mengabsorpsi cahaya,yaitu pigmen fitokrom.



3. Kelembaban

Terbagi mejadi 2 macam yaitu :

a. Kelembaban Udara yang berperanan terhadap proses transpirasi yang berkaitan dengan penyerapan unsur hara dalam tanah. Kelembaban udara yang tinggi akan dapat mendukung proses pertumbuhan.

b. Kelembaban Tanah yang berperanan dalam kandungan unsur hara/zat organik dan anorganik yang terkandung dalam tanah.



4. Air

Air merupakan faktor vital bagi makhluk hidup, terutama bagi tumbuhan. Tetapi bila terlalu banyak atau sedikit akan memperlihatkan gejala ketidaknormalan. Begitu juga dengan hewan dan manusia,akan mengalami dehidrasi bila kekurangan cairan dalam tubuhnya. Dan hal ini akan mengganggu metabolisme tubuh.



5. Hara Mineral

Hara mineral banyak terdapat dalam tanahm dan merupakan unsur hara yanbg lengkap. Tanah yang kekurangan unsur hara dapat dibantu dengan proses pemupukan yang sseuai dengan ukuran dan kondisi tanah tersebut. Unsur hara dalam tanah lebih banyak diperlukan bagi tumbuhan dari pada hewan dan manusia. Unsur hara dapat dibedakanmenjadi :

a. Hara makro/makronutrien

b. Hara mikro/mikronutrien

c. Hara tambahan

Sedangkan untuk tumbuhan dengan melakukan fotosintesis dan asupan unsur hara serta air yang masuk dalam tubuh.Hasil dari fotosintesis inilah yang akan membuat tumbuhan dapat bertumbuh dan berkembang