Faktor Pembatas terhadap Pertumbuhan dan

Perkembangan TanamanSuatu keadaan yang melampaui batas-batas toleransi disebut keadaan yang membatasi

atau faktor pembatas. Faktor pembatas dapat mencapai nilai ekstrim maksimum maupun

minimum dengan ukuran kritis. Faktor pembatas bervariasi dan berbeda untuk setiap tumbuhan

maupun hewan dengan nilai ekstrim tertentu, sehingga terjadilah pengelompokan dan

perkembangan serta penyebaran organisme tersebut.

Liebig menyatakan bahwa jumlah bahan utama yang dibutuhkan apabila mendekati

keadaan minimum kritis cendrung menjadi pembatas. Ditambahkannya bahwa cahaya, suhu, zat

makanan dan unsur-unsur utama meyebabkan hilangnya vegetasi pada ketinggian tertentu di

pegunungan atau hilangnya beberapa tumbuhan dalam wilayah yang dinaungi.

Bukan sekadar terlalu sedikitnya sesuatu yang menjadi faktor pembatas seperti yang

dinyatakan Liebig, tetapi juga terlalu banyak faktor seperti panas, cahaya dan air. Oleh sebab itu

organime mempunyai sifat minimum dan maksimum lingkungannya. Jarak antara kedua batas

nilai minimum dan maksimum lingkungan ini menunjukkan batas toleransi. 

Konsep pengaruh batas maksimum maupun minimum bersama-sama dimasukkan ke dalam

Hukum Toleransi oleh Shelford dalam tahun 1913. beberapa perinsip Hukum Toleransi dapat

dinyatakan sebagai berikut:

1. Suatu organisme mempunyai toleransi yang besar terhadap satu faktor dan kecil terhadap

faktor lainnya.

2. Organisme yang mempunyai toleransi yang besar terhadap semua faktor memiliki daerah

penyebaran yang luas.

3. Bila satu faktor lingkungan tidak optimum untuk suatu jenis organisme, mak toleransi

berkurang terhadap faktor-faktor lingkungan lainnya. Misalnya Penman (1956) melaporkan

bahwa, bila tanah dengan kandungan Nitrogen yang terbatas maka daya tahan rumput

terhadap kekeringan berkurang. 

4. Dalam banyak hal, interaksi populasi seperti kompetisi, predator, parasit dan lainnya

mencegah organisme dari pengambilan keuntungan terhadap kondisi lingkungan fisik yang

optimum.

5. Pembiakan merupakan masa yang kritis bila faktor-faktor lingkungan menjadi terbatas.

Keadaan reproduktif seperti: biji, telur, embrio, kecambah, dan larva pada umumnya

mempunyai batas toleransi yang sempit. 

Faktor pembatas mempengaruhi pertumbuhan vegetatif dan generatif tumbuhan. Faktor

lingkungan menjadi faktor pembatas, baik itu abiotik maupun biotik. Diantaranya adalah Cahaya,

Suhu, Air, Tanah dan banyak lagi.Setiap 1 faktornya juga bisa terbagi lagi, misalnya Cahaya :

Intensitas Cahaya, Kualitas Cahaya dll.

1.      Cahaya

Cahaya merupakan faktor lingkungan yang sangat penting sebagai sumber energi utama

bagi ekosistem. Struktur dan fungsi dari ekosistem utamanya sangat ditentukan oleh radiasi

matahari yang sampai di sistem ekologi tersebut, tetapi radiasi yang berlebihan dapat pula

menjadi faktor pembaas, menghancurkan sistem jaringan tertentu.

Ada tiga aspek penting yang perlu dibahas dari faktor cahaya ini, yang erat kaitannya dengan

sistem ekologi, yaitu:

a. Kualitas cahaya atau komposisi panjang gelombang.

b. Intensitas cahaya atau kandungan energi dari cahaya.

c. Lama penyinaran, seperti panjang hari atau jumlah jam cahaya yang bersinar setiap hari.

Variasi dari ketiga parameter tadi akan menentukan berbagai proses fisiologi dan

morfologi dari tumbuhan. Memang pada dasarnya pengaruh dari penyinaran sering berkaitan erat

dengan faktor-faktor lainnya seperti suhu dan suplai air, tetapi pengaruh yang khusus sering

merupakan pengendali yang sangat penting dalam lingkungannya. Kurangnya cahaya bagi

tanaman pada masa pertumbuhan vegetatif akan menyebabkan tanaman mengalami etiolasi,

batang akan tumbuh tinggu tetapi pucat dan lemah.

2.      Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya dalam suatu ekosistem adalah bervariasi. Kanopi suatu vegetasi akan

menahan dan mengabsorpsi sejumlah cahaya sehingga ini akan menentukan jumlah cahaya yang

mampu menembus dan merupakan sejumlah energi yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan

dasar. Stratifikasi vertikal dari suatu ekosistem, dengan demikian, merupakan hasil dari total

energi cahaya yang tersedia  dan kondisi komunitas itu sendiri.

Dalam ekosistem perairan intensitas cahaya berkurang secara cepat ke arah yang semakin

dalam. Air memantulkan dan menyerap cahaya dengan efisiens sekali. Pada air yang bening dan

tidak bergerak 50% cahaya mampu mencapai kedalaman lebih dari 15 meter. Bila air bergerak

atau keruh cahaya akan menembus kedalaman yang lebih dangkal lagi, situasi ini mampu untuk

menahan laju fotosintesis.

Intensitas cahaya yang berlebihan dapat berperan sebagai faktor pembatas. Cahaya yang

kuat sekali dapat merusak ensima akibat foto – oksidasi, ini mengganggu metabolisme

organisme – organisme terutama kemampuan dalam sintesis protein.

3.      Lamanya Penyinaran

Lama penyinaran relatif antara siang dan malam dalam 24 jam akan mempengaruhi

fungsi dari tumbuhan secara luas. Jawaban dari organisme hidup terhadap lamanya siang hari

dikenal dengan fotoperiodisma. Dalam tetumbuhan jawaban / respon ini meliputi perbungaan,

jatuhnya daun dan dormansi. Di daerah sepanjang khatulistiwa lamanya siang hari atau

fotoperioda akan konstan sepanjang tahun, sekitar 12 jam. Di daerah temperata / bermusim

panjang hari lebih dari 12 jam pada musim panas, tetapi akan kurang dari 12 jam pada musim

panas, tetapi akan kurang dari 12 jam pada musim dingin. Perbedaan yang terpanjang antara

siang dan malam akan terjadi di daerah dengan garis lintang tinggi.

Berdasarkan respon ini, tumbuhan berbunga dapat dikelompokkan dalam tiga kelompok besar,

yaitu:

a. Tumbuhan berkala panjang, yaitu tumbuhan yang memerlukan lamanya siang lebih dari 12

jam untuk terjadinya proses perbungaan. Berbagai tumbuhan temperate termasuk pada kelompok

ini, seperti macammacam gandum (wheat dan barley) dan bayam.

b. Tumbuhan berkala pendek, kelompok tumbuhan yang memerlukan lamanya siang lebih

pendek dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan, dalam kelompok ini termasuk tembakau

dan bunga krisan.

c. Tumbuhan berhari netral, yaitu tumbuhan yang tidak memerlukan perioda panjang hari

tertentu untuk proses perbungaannya, misal tomat dan dandelion.

2. Suhu

Suhu merupakan faktor lingkungan yang dapat berperan baik secara langsung maupun

tidak langsung terhadap organisme hidup. Berperan langsung hampir pada setiap fungsi dari

tumbuhan dengan mengontrol laju proses – proses kimia dalam tumbuhan tersebut, sedangkan

peran tidak langsung dengan mempengaruhi faktor – faktor lainnya terutama suplai air. Suhu

akan mempengaruhi laju evaporasi dan menyebabkan tidak saja keefektifan hujan tetapi juga laju

kehilangan air dari organisme hidup.

Sebenarnya sangat sulit untuk memisahkan secara mandiri pengaruh suhu sebagai faktor

lingkungan. Misalnya energi cahaya mungkin diubah menjadi energi panas ketika cahaya

diabsopsi oleh suatu substansi. Tambahan lagi suhu sering berperan bersamaan dengan cahaya

dan air untuk mengontrol fungsi – fungsi dari organisme. Relatif mudah untuk mengukur suhu

dalam suatu lingkungan tetapi sulit untuk menentukan suhu yang bagaimana yang berperan

nyata, apakah keadaan maksimum, minimum atau keadaan harga rata – ratanya yang penting.

Kehidupan di muka bumi berada dalam suatu batas kisaran suhu antar 00 C sampai 300 C,

dalam kisaran suhu ini individu tumbuhan mempunyai suhu minimum, maksimum, dan optimum

yang diperlukan untuk aktivitas metabolismenya. Suhu-suhu tadi yang diperlukan organisme

hidup dikenal dengan suhu kardinal. Suhu tumbuhan biasanya kurang lebih sama dengan suhu

sekitarnya karena adanya pertukaran suhu yang terusmenerus antara tumbuhan dengan udara

sekitarnya. Kisaran toleransi suhu bagi tumbuhan sangat bervariasi, untuk tanaman di tropika,

semangka, tidak dapat mentoleransi suhu di bawah 150 – 180 C

Suhu maksimum yang harus ditoleransi oleh tumbuhan sering merupakan masalah yang

lebih kritis jika dibandingkan dengan suhu minimumnya. Tumbuhan biasanya didinginkan oleh

kehilangan air dari tubuhnya, dengan demikian kerusakan akibat panas terjadi apabila tidak

tersedia sejumlah air dalam tubuhnya untuk proses pendinginan tadi. Pada beberapa kasus

umumnya kerusakan diinduksi oleh suhu yang tinggi berasosiasi dengan kerusakan akibat

kekurangan air, pelayuan. Dalam kejadian seperti ini ensima menjadi tidak aktif dan

metabolisme menjadi rendah.

Kebanyakan tumbuhan berhenti pertumbuhannya pada suhu dibawah 60 C. Penurunan

suhu dibawah suhu ini mungkin akan menimbulkan kerusakan yang cukup berat. Protein akan

menggumpal pada larutan di luar cairan sel mengakibatkan ketidakatifan ensima. Bila suhu

mencapai titik beku, akan terbetuk kristal es diantara ruang sel dan air akan terisap keluar dari sel

maka akan terjadi dehidrasi. Apabila pembukuan terjadi secara cepat maka akan terbentuk kristal

– kristal es dalam cairan sel yang ternyata volumenya akan lebih besar dari ukuran sel tersebut.

Sehingga sel rusak dan mati akibat kebocoran dinding selnya. Hasilnya akan terjadi daerah yang

berwarna coklat pada tumbuhan, sebagai karakteristika dari kerusakan akibat pembekuan atau

frost.

3. Air

Air merupakan faktor lingkungan yang penting, semua organisme hidup memerlukan

kehadiran air ini. Perlu dipahami bahwa jumlah air di sistem bumi kita ini adalah terbatas dan

dapat berubah – ubah akibat proses sirkulasinya. Pengeringan bumi sulit untuk terjadi akibat

adanya siklus melalui hujan, aliran air, transpirasi dan evaporasi yang berlangsung secara terus

menerus. Bagi tumbuhan air adalah penting karena dapat langsung mempengaruhi kehidupannya.

Bahkan air sebagai bagian dari faktor iklim yang sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan

perubahan struktur dan organ tumbuhan.

Kekurangan air akan menyebabkan tanaman layu pada fase vegetatifnya dan kelebihan

air malah akan mengundang bakteri ataupun mikrobia lainnya sehingga menyebabkan busuknya

perakaran dan pangkal batang tanaman, sehingga dapat menyebabkan kegagalan tumbuh

tanaman.

4. Tanah

Tanah dapat didefinisikan sebagai bagian atas dari lapisan perak bumi yang mengalami

penghawaan dan dipengaruhi oleh tumbuhan dan hewan. Definisi ina didasarkan atau ditekankan

pada hubungan yang erat antara tanah dan organism hidup, yang keduaya dipengaruhi oleh iklim

dan topografi.

Tanah membentuk suatu bagian yang kompleks dari ekosistem yang ditempati oleh

organisme-organisme dengan toleransi yang luas. Kajian dari tanah dikenal dengan pedologi.

Tanah berfungsi sebagai penyedia unsur hara dan mineral bagi tanaman. Unsur hara ada yang

mikro dan makro. Kekurangan unsur hara tentu saja akan menyebabkan pertumbuhan vegetatif

tanaman tidak optimum.